地球與行星科學中的熱力學 版權信息
- ISBN:9787312037030
- 條形碼:9787312037030 ; 978-7-312-03703-0
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地球與行星科學中的熱力學 本書特色
本書基于大學課程,內容涉及地質學,地球化學,地球物理學和行星科學等諸學科。許多要點往往是相關教科書中所缺乏的。
本書主要揭示了如何將熱力學分析方法應用于處理地質學,地球化學,地球物理學中的大量問題,其它所涉及的問題也包括了行星科學,熱力學宏觀和微觀性質的關系,粒子效應,礦物熱力學性質的估算以及熵產生的動力學等。本書的許多要點往往是其他相關教科書中所缺乏的,但對于地球和行星科學研究至關重要。
作為教科書,本書致力于讓研究生和研究人員在掌握熱力學基本原理的同時,學會將它們廣泛應用于自然過程和自然體系的研究。
地球與行星科學中的熱力學 內容簡介
(1)十三五”國家重點圖書出版規劃項目
(2)物理學名家名作譯叢
(3)ganguly教授是用熱力學方法深入窺探地球和行星中物理化學作用及演化的佼佼者,他長年在亞利桑那大學開設這門課程
(4)以地球科學的讀者為對象來寫作,以化學熱力學和地球化學熱力學為重點,涉及地球化學、巖石學、礦物學、地球物理和行星科學等大量問題
(5)中國科大畢業生校友程偉基教授翻譯,他與原作者共事近20年
地球與行星科學中的熱力學 目錄
【目錄】第1章緒論1.1熱力學的性質和范圍1.2不可逆過程和可逆過程1.3熱力學體系、邊界和變量1.4功1.5穩定和亞穩定平衡1.6晶格點陣振動1.7電子構型和晶體場效應1.8常用物理量和單位 第2章熱力學**和第二定律2.1熱力學**定律2.2熱力學第二定律:經典表述2.3卡諾循環:熵和熱力學溫標2.4熵:自然過程的方向和平衡2.5熵的微觀解釋:玻爾茲曼方程2.6熵和無序度:礦物學應用2.7**和第二定律的合并陳述2.8熱平衡條件:第二定律的說明性示例2.9熱發動機和熱泵的有效率 第3章熱力學勢及其衍生性質3.1熱力學勢3.2封閉體系的平衡條件:用熱力學勢的公式化表示3.3什么是自由能中的自由?3.4麥克斯韋關系式3.5熱力學方塊:介紹一種記憶工具3.6蒸氣壓和逸度3.7衍生性質3.8 grüneisen參數3.9熱膨脹和壓縮系數與p-t的關系3.10熱力學導數綜覽 第4章熱力學第三定律和熱化學4.1第三定律和熵4.2熱容函數的性質4.3對端元相固體的熱容和熵的非晶格影響4.4熱力學零度的不可達到性4.5熱化學:形式和約定 第5章臨界現象和狀態方程5.1臨界點5.2近臨界和超臨界性質5.3水的近臨界性質和巖漿熱液體系5.4狀態方程 第6章相變、熔融和化學計量相反應6.1吉布斯相律:初步討論6.2相變和同質多象6.3相變的朗道(landau)理論6.4 p-t空間中的反應6.5脫水作用的溫度極大值和熔融曲線6.6高壓下熔融溫度的推斷6.7反應平衡p-t條件的計算6.8高壓下應用狀態方程估算吉布斯自由能和逸度6.9 schreinemakers原理 第7章熱壓和地球內部的絕熱過程7.1熱壓7.2絕熱溫度梯度7.3地幔和外圈地核的溫度梯度7.4地球內部的等熵熔融7.5地幔和地核中的熱力學和地震波速的相關性7.6絕熱流動的焦耳湯姆孫實驗7.7伴隨有動力能和勢能變化的絕熱流動7.8地球內部物質的上升 第8章溶液熱力學8.1化學勢和化學平衡8.2偏摩爾性質8.3偏摩爾性質的測定8.4溶液中組分的逸度和活度8.5用吉布斯杜亥姆方程確定組分活度8.6溶液的摩爾性質8.7理想溶液和過熱力學性質8.8稀釋溶液中溶解物和溶劑的特性8.9水在硅酸鹽熔融中的作用8.10標準狀態:摘要與述評8.11溶液的穩定性8.12旋節線,臨界點和雙結線(或溶離線)的條件8.13出溶作用中的相干應變效應8.14旋節線的分解8.15固溶線測溫法8.16場勢中的化學勢8.17滲透平衡 第9章非電解質溶液的熱力學和混合模型9.1離子溶液9.2二元體系的混合模型9.3多元組分溶體 第10章含有溶體和氣體混合物的平衡10.1反應程度和平衡條件10.2化學反應的吉布斯自由能變化和親和性10.3吉布斯相律和杜亥姆定理10.4化學反應的平衡常數10.5固體氣體反應10.6固體和熔體之間的平衡溫度10.7共沸混合體系10.8固液相圖的解讀10.9自然體系:花崗巖和月球玄武巖10.10低共熔點溫度及組成與壓力的關系10.11非純體系中的反應10.12從相平衡實驗獲取活度系數10.13相的平衡豐度和組成 第11章地質體系中的元素分餾作用11.1主要元素的分餾作用11.2礦物和熔體之間的微量元素分餾作用11.3金屬硅酸鹽分餾作用:巖漿洋和地核的形成11.4溫度和氧逸度f(o2)對金屬硅酸鹽配分系數的影響 第12章電解液和電化學12.1化學勢12.2活度和活度系數:平均離子架構12.3質量平衡關系12.4標準狀態的約定和性質12.5平衡常數,溶度積和離子活度積12.6離子活度系數和離子強度12.7多組分高離子強度和高壓高溫體系12.8礦物穩定場活度圖12.9電化學電池和能斯特方程12.10水溶液中氫離子活度:ph和酸度12.11 eh-ph穩定場圖12.12海水的化學模型 第13章表面效應13.1表面張力和能量13.2表面熱力學函數和吸附作用13.3溫度、壓力和組成對表面張力的影響13.4裂紋擴展13.5晶體的平衡形狀13.6接觸角和雙面角13.7雙面角與互連的熔體或流體通道的關系13.8表面張力和晶粒粗化13.9顆粒大小對溶解度的影響13.10出溶片晶的粗化作用13.11成核作用13.12晶粒大小對礦物穩定場的影響 附錄a 熵產生率和動力學問題a.1熵產生率:不可逆過程中共軛的流和力a.2流和力的關系式a.3熱擴散和化學擴散過程:與經典方程的比較a.4昂薩格倒易關系及其熱力學應用 附錄b 若干數學關系式的討論b.1全微分和偏微分b.2狀態方程,恰當和不恰當微分以及曲線積分b.3倒數關系b.4隱函數b.5積分因子b.6泰勒級數 附錄c 固體的熱力學性質的估算c.1氧化物構成的端元礦物的cp和s值的估算c.2焓,熵和體積的多面體近似方法c.3混合焓的估算 參考文獻主題索引
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地球與行星科學中的熱力學 作者簡介
吉巴米卡·甘古利(Jibamitra Ganguly),美國亞利桑那大學地球科學系教授,美國地球物理學會和礦物學會會士。1938年出生于印度,1967年獲芝加哥大學地球物理系博士學位。先后在耶魯大學和加州大學洛杉磯分校做博士后研究,1978年起任職于美國亞利桑那大學。作者在與相平衡、熱力學和擴散動力學相關的地球和行星科學的廣泛領域(包括巖石學、物理地球化學和礦物學等)作出了許多貢獻。特別是通過實驗和理論的結合研究來揭示多組分自然體系的熱力學和動力學演化信息,并因此于2002年被聘為德國洪堡基金會研究員。曾主編和合作出版4本專著,并發表近90篇論文(詳見:http://www.geo.arizona.edu/Ganguly)。
程偉基,男,1946年生,1968 年畢業于中國科學技術大學近代化學系,1985年任該校地球和空間科學系副教授,1986-1988年在加拿大不列顛哥倫比亞大學地球科學系工作,1989-2013任職于美國亞利桑那大學地球科學系,直至退休,現定居洛杉磯。主要研究領域包括高溫高壓條件下多組分礦物晶體化學平衡實驗和計算,晶體表面元素擴散作用的實驗和理論,以及地球和行星中自然體系物理化學演化的應用。