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熱學 內容簡介
本書系統地闡述了熱物理學的基本內容, 全書分為熱現象與熱物理學、熱力學第零定律和溫度、熱力學**定律和內能、熱力學第二定律和熵、麥克斯韋-玻爾茲曼分布、輸運過程的分子動力學基礎、物態與相變共7章。采用了先介紹宏觀理論再闡述微觀理論的做法, 這更符合初學者由現象到本質的認識過程。全書融入了人文素養、科學素養、科學精神和科學方法四個方面的基本要素, 全面提升學生的基本素養。
熱學 目錄
第1章熱現象與熱物理學1
11熱力學是宏觀熱現象規律的總結1
12熱運動與熱現象的微觀理論3
121物質由大量的分子或原子組成3
122分子的熱運動及其實驗事實4
123分子間存在相互作用力6
124熱物理學的三種理論8
13熱學研究的對象8
14狀態參量與狀態公理10
15數學知識補充12
151全微分概念及特性12
152概率簡介15
第2章熱力學第零定律和溫度23
21溫度和熱力學第零定律23
22溫標的建立27
221經驗溫標28
222理想氣體溫標32
223熱力學溫標32
224國際溫標33
23狀態方程34
231理想氣體的狀態方程35
232混合理想氣體的狀態方程36
233實際氣體的狀態方程38
234固體、液體的狀態方程39
第3章熱力學**定律和內能43
31準靜態過程44
32以功的形式傳遞能量45
321位形功45
322絕熱功和內能 48
33以熱量的形式傳遞能量50
331熱容量51
332熱的簡史52
333熱還是功？53
34熱力學**定律54
35理想氣體內能和焓56
351焓的定義56
352理想氣體的內能57
353理想氣體的焓58
354邁耶公式59
36理想氣體的絕熱過程60
37穩流過程63
371渦輪機65
372節流閥65
373焦耳-湯姆遜實驗65
第4章熱力學第二定律和熵74
41循環過程和熱機74
411循環和效率75
412熱力學發展簡史77
413卡諾循環79
414實際的熱機80
42可逆過程和不可逆過程83
43熱力學第二定律的兩種表述85
44卡諾定理88
45熱力學溫標91
46可逆絕熱過程的唯一性93
47克勞修斯不等式94
48熵97
481熵是狀態函數97
482熵的計算99
483熵增加原理101
484溫-熵圖103
485熱力學恒等式104
486自由能與吉布斯函數104
49熱力學第二定律及熵的統計意義106
491不可逆性的微觀解釋107
492玻爾茲曼熵109
第5章麥克斯韋-玻爾茲曼分布115
51理想氣體微觀模型115
52理想氣體的壓強公式與溫度的統計解釋117
53麥克斯韋速度分布律及其應用120
531速度空間120
532速度分布121
533速率分布122
534壓強公式的重新推導124
535單原子氣體的麥克斯韋分布(1860年的證明)126
536麥克斯韋速率分布129
54玻爾茲曼分布律133
55麥克斯韋速率分布的實驗驗證136
56能量按自由度均分定理139
第6章輸運過程的分子動理論學基礎151
61氣體的平均自由程151
611碰撞截面152
612平均自由程153
62熱傳導現象及其微觀解釋155
621熱傳導現象的宏觀規律155
622氣體導熱系數的微觀機理157
63黏滯現象及其微觀解釋158
631黏滯力的宏觀規律158
632氣體黏滯系數微觀機理160
64氣體擴散現象及微觀解釋162
641氣體擴散的實驗規律162
642氣體擴散系數的微觀機理163
65關于三種輸運系數的討論163
651理論與實驗結果的比較163
652低壓下氣體的黏滯現象和熱傳導164
第7章物態與相變167
71固體167
711晶體的結構167
712固體中的化學鍵170
713晶體中的熱運動173
714非晶態固體174
72液體175
721液體的結構176
722液體的體熱物理性質177
723液體的表面性質180
73相與相變186
731相與相圖186
732潛熱188
733化學勢與吉布斯-杜亥姆（Gibbs-Duhem）關系189
734兩相共存條件189
735相變的分類190
736克勞修斯-克拉珀龍（Clausius-Clapeyron）方程190
737范德華氣體等溫線192
738液固相變195
參考文獻200
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熱學 作者簡介
北京理工大學物理學院副教授。主要研究方向為量子開放系統理論，主持和參與包括國家自然科學基金4項及6項教改項目， 在Phys. Rev. Lett.、 Phys. Rev. A等期刊發表學術論文近40篇。長期擔任“大學物理”、“普通物理熱學”等課程的教學工作，負責普通物理學II課程團隊的運行。積極探索量子前沿研究與課堂教學的融合。出版教材譯著4部，共計50余萬字；主持錄制了普通物理學熱學的慕課并在愛課程網上線。曾獲北京理工大學師德先進個人、 “三全育人”先進個人等榮譽，在“我愛我師”評選中被評選為最受學生喜愛的專業課教師。
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