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現代材料熱力學——平衡與穩定性 版權信息
- ISBN：9787030792228
- 條形碼：9787030792228 ; 978-7-03-079222-8
- 裝幀：精裝
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
現代材料熱力學——平衡與穩定性 內容簡介
本書共分15章，內容包括熱力學系統及其基本變量，熱力學**和第二定律，熱力學基本方程，統計熱力學導論，從熱力學基本方程到熱力學性質，熱力學性質之間的關系，熱力學平衡態與穩定性，材料過程熱力學計算，構建近似熱力學基本方程，氣體、電子、晶體和缺陷的化學勢，單組分材料的相平衡，溶液的化學勢，化學相平衡和相圖，化學反應平衡，以及能量轉化和電化學。
現代材料熱力學——平衡與穩定性 目錄
目錄原著者簡介南策文序謝建新序John CMauro書評原書前言第1章 熱力學系統及其基本變量 11.1 引言 11.2 熱力學系統 21.3 熱力學變量 31.3.1 內能 41.3.2 熵 51.3.3 體積 61.3.4 化學物質的量 61.3.5 系統的勢 71.4 密度 101.5 廣度變量和強度變量 111.6 共軛變量對 121.7 **熱力學、統計熱力學、非平衡熱力學 131.8 習題 14參考文獻 15第2章 熱力學**和第二定律 162.1 熱力學狀態和狀態變量 162.2 熱力學過程 182.2.1 自發過程、自然過程和不可逆過程 192.2.2 可逆過程 192.3 熱力學系統 192.4 熱力學**定律 202.4.1 孤立系統的熱力學**定律 232.4.2 封閉系統的熱力學**定律 232.4.3 開放系統可逆過程的熱力學**定律 242.5 熱力學第二定律 272.5.1 熱力學第二定律的定量表述 292.5.2 孤立系統 302.5.3 封閉系統的恒熵過程 312.5.4 封閉系統的恒熵、恒容過程 312.5.5 封閉系統的恒溫、恒容過程 322.5.6 封閉系統的恒熵、恒壓過程 322.5.7 封閉系統的恒溫、恒壓過程 322.5.8 開放系統 332.6 熱力學**定律和第二定律小結 342.7 示例 362.8 習題 40參考文獻 42第3章 熱力學基本方程 433.1 熱力學基本方程的微分形式 433.2 熱力學基本方程的積分形式 443.3 狀態方程 453.4 *立變量 463.5 熱力學基本方程的其他形式 463.6 不同形式熱力學基本方程的微分形式 473.7 對熱力學基本方程的理解 483.8 吉布斯–杜亥姆關系 503.9 用熵表達熱力學基本方程 503.10 包含不可逆內部過程的熱力學基本方程 523.11 熱力學基本方程的通用形式 523.12 勒讓德變換 533.13 示例 563.14 習題 59第4章 統計熱力學導論 624.1 宏觀態和微觀態 624.2 熵和玻爾茲曼方程的統計解釋 634.3 系綜 644.4 配分函數和熱力學基本方程 654.5 熵和微觀態概率 684.6 示例 714.7 習題 77參考文獻 80第5章 從熱力學基本方程到熱力學性質 815.1 熱力學能量函數的一階導數 815.2 熱力學能量函數的二階導數 825.2.1 熱容 835.2.2 壓縮系數或機械敏感度、模量 845.2.3 化學容 865.2.4 電容 865.3 體積熱膨脹系數 875.4 均勻晶體的熱效應、機械效應、電效應和磁效應 875.5 主要性質 895.6 耦合性質 925.7 導數與性質關系的總結 935.8 示例 955.9 習題 97參考文獻 99第6章 熱力學性質之間的關系 1006.1 麥克斯韋關系 1006.2 幾種有用的熱力學性質關系推導方法 1036.3 麥克斯韋關系的應用示例 1046.3.1 壓熱效應 1046.3.2 等溫下體積對熵的影響 1056.3.3 焦耳膨脹效應 1056.3.4 焦耳–湯姆孫膨脹效應 1076.3.5 格律乃森參數 1086.3.6 晶體中耦合性質的關系 1096.4 耦合性質關系小結 1116.5 示例 1126.6 習題 115第7章 熱力學平衡態與穩定性 1187.1 *大熵原理 1187.2 *小內能原理 1197.3 *小焓原理 1207.4 *小亥姆霍茲自由能原理 1217.5 *小吉布斯自由能原理 1227.6 勢的平衡條件 1237.7 勢的廣義平衡條件 1257.8 熱力學場 1257.9 熱力學平衡態穩定性判據 1267.10 習題 135參考文獻 137第8章 材料過程熱力學計算.1388.1 恒容條件下熱力學性質隨溫度的變化 1398.2 恒壓條件下熱力學性質隨溫度的變化 1438.3 恒溫條件下熱力學性質隨體積的變化 1478.4 恒溫條件下熱力學性質隨壓強的變化 1508.5 熱力學性質隨溫度和體積的變化 1538.6 熱力學性質隨溫度和壓強的變化 1558.7 相變中熱力學性質的變化 1588.8 化學反應中熱力學性質的變化 1648.9 示例 1708.10 習題 186第9章 構建近似熱力學基本方程 1919.1 熱力學基本方程的選擇 1919.2 摩爾亥姆霍茲自由能關于溫度和摩爾體積的方程 1929.3 化學勢關于溫度和壓強的方程 1949.4 涉及相變的化學勢與溫度的方程 1959.5 參考態的選擇 1969.5.1 0K參考態下的摩爾亥姆霍茲自由能方程 1969.5.2 以298K和1bar作為參考態的化學勢方程 1989.6 包含多物理場效應的熱力學基本方程 1999.6.1 化學重力勢 2009.6.2 電化學勢 2019.6.3 包含表面效應的化學勢 2019.7 示例 2039.8 習題 205參考文獻 207第10章 氣體、電子、晶體和缺陷的化學勢 20810.1 理想氣體的化學勢 20810.1.1 標準狀態、活度和逸度 20910.1.2 理想氣體的化學重力勢 21010.2 電子和空穴的化學勢 21110.2.1 金屬中的電子 21210.2.2 半導體和絕緣體中的電子和空穴 21410.2.3 電子的電化學勢 21710.2.4 摻雜或雜質的電子俘獲態中的電子化學勢 21810.3 愛因斯坦晶體和德拜晶體的化學勢 21910.4 原子缺陷的化學勢 22210.4.1 空位的化學勢 22210.4.2 間隙原子的化學勢 22610.4.3 弗侖克爾缺陷的化學勢 22710.4.4 肖特基缺陷的化學勢 22810.4.5 中性摻雜物的化學勢 22910.5 示例 23010.6 習題 232參考文獻 233第11章 單組分材料的相平衡 23411.1 化學勢與溫度和壓強的關系 23411.2 相變的熱力學驅動力 23611.3 熱力學驅動力與溫度和壓強的關系 23911.4 相變的類型 24011.5 溫度–壓強相圖 24111.6 吉布斯相律 24311.7 克拉珀龍方程 24411.8 克勞修斯–克拉珀龍方程及凝聚相蒸氣壓 24611.9 相變溫度的尺寸效應 24911.10 朗道相變理論 25011.11 示例 25511.12 習題 259參考文獻 262第12章 溶液的化學勢 26312.1 化學成分的表示 26312.2 多組元溶液的熱力學基本方程 26412.3 多組元溶液的化學勢熱力學基本方程 26512.4 純組元混合物的化學勢 26612.5 多組元溶液中組元的化學勢 26712.6 由組元化學勢得到均相溶液的化學勢 26812.7 由均相溶液化學勢得到組元的化學勢 26912.8 固定成分下均勻溶液的化學勢 27112.9 多組元系統的吉布斯–杜亥姆公式 27112.10 溶液熱力學穩定性和熱力學因子 27312.11 杠桿定律 27712.12 純組元混合形成溶液的化學勢變化 27712.13 將純組元加入溶液的化學勢變化 27912.14 將溶液加入到另一溶液的化學勢變化 28012.15 溶液中沉淀的驅動力 28112.16 兩相混合物的化學勢 28212.17 0 K 時的穩定性（凸包圖） 28412.18 理想氣體混合物的化學勢 28512.19 溶液中組元活度與其蒸氣壓的關系 28612.20 拉烏爾定律與亨利定律 28812.21 理想溶液的化學勢28912.22 規則溶液的化學勢29112.23 聚合物溶液的Flory–Huggins模型 29212.24 溶液化學勢的Redlich-Kister展開式 29312.25 滲透壓 29412.26 固體溶液中組元的化學機械勢 29512.27 溶液中組元的電化學勢 29812.28 溶解度與顆粒尺寸的關系 29812.29 界面偏聚 30012.30 示例 30512.31 習題 307第13章 化學相平衡和相圖 31113.1 從化學勢–成分關系獲得平衡態 31113.1.1 單相固溶體 31113.1.2 固溶體的混溶間隙 31213.1.3 固–液兩相平衡 31413.1.4 固–固兩相平衡 31513.1.5 純固相和液相之間的平衡 31613.1.6 共晶相平衡 31613.1.7 化合物與固溶體之間的平衡 31713.2 典型相圖 31813.2.1 固–固不互溶的共晶相圖 31813.2.2 固–液完全互溶的相圖 31913.2.3 固–固有限互溶的共晶相圖 31913.2.4 固–液有限互溶的包晶相圖 32013.2.5 中間化合物 32113.2.6 三元相圖 32213.3 自由度數目——吉布斯相律 32313.4 相分數——杠桿定律 32413.5 二元系統活度系數的估算 32513.6 簡單相圖的計算 32613.6.1 熔化溫度抑制 32613.6.2 固–液完全互溶的二元相圖 32713.7 習題 328第14章 化學反應平衡 33114.1 反應平衡 33114.2 氧化反應的埃林厄姆圖 33414.2.1 O2標度 33614.2.2 H2/H2O標度 33814.2.3 CO/CO2標度 34014.3 示例 34214.4 習題 343第15章 能量轉化和電化學 34515.1 *大功定理 34515.2 熱機理論效率 34515.3 光激發電子–空穴對產生電壓：光伏效應 34715.4 電化學反應和能量轉化 34915.4.1 電極反應和電極電勢 35215.4.2 標準氫電極和標準電極電勢 35415.4.3 電池反應和電池電壓 35515.4.4 標準
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現代材料熱力學——平衡與穩定性 作者簡介
陳龍慶，Long-Qing Chen（https：//sites.psu.edu/chengr-oup/cv-of-long-qing-chen/），美國賓夕法尼亞州立大學材料科學與工程系Donald W.Hamer講席教授、數學系教授和工程力學系教授。主講本科生材料熱力學（1993-現在），研究生材料熱力學（1992，2019-2021，2024-現在），研究生高等材料熱力學（材料微觀結構熱力學2022；非平衡材料熱力學2023），研究生材料動力學（19932018）。 在麻省理工大學獲得博士學位，在紐約州立大學石溪分校獲得碩士學位，在浙江大學獲得學士學位。npj Computational Materials主編（https：//www.nature.com/npjcompumats/），美國能源部計算材料科學項目支持的介觀尺度計算材料學中心主任（https：//sites.psu.edu/doecomms/）。 主要研究興趣長期聚焦于創建和開發描述鐵電氧化物、金屬結構材料，以及二維材料、能源材料、量子材料和高分子-陶瓷復合材料中發生的相變和組織演化的熱力學與動力學理論和計算模型，尤其擅長相場法的理論建模，并開發了商業相場軟件u-Pro（https：//muprosoftware.com）和正在開發美國能源部支持下的量子材料開源相場軟件Q-POP（https：//github.com/DOE-COMMS） 由于突出的學術成就獲得多項著名獎項：國際材料研究學會（MRS）材料理論獎、美國古根海姆（Guggenheim）獎、德國洪堡研究獎（Humboldt ResearchAward）、TMS約翰·巴丁（John Bardeen）獎、美國陶瓷學會（ACerS）羅斯·科芬·普迪（Ross Coffin Purdy）獎、TMS·西里爾·斯坦利·史密斯（Cyril StanleySmith）獎、TMS William Hume Rothery獎、ASM International學會銀獎、TMSEMPMD杰出科學家/工程師獎和 IEEE-UFFC-S 杰出學術報告獎。入選TMS、MRS，AAAS、APS、ASM和ACerS等學會的會士和歐洲科學院（Academia Eu-ropaea）外籍院士。 趙宇宏，教授，博士生導師，入選國家高層次人才計劃。講授材料熱力學、計算材料學、凝固原理和金屬學課程。長期從事凝固時效相變多尺度研究和有色合金液態成型。致力于采用多層級序參量來統一調控從相場理論建模、到高性能合金設計及其擠壓液態成型，以及液態成型過程宏微觀數智化的研究。
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