　　　　《熱學、熱力學與統計物理（上冊第二版）/“十二五”普通高等教育本科國寶規劃教材》分上、下冊，包括普通物理的“熱學”部分和四大力學的“熱力學與統計物理”的主要內容，在內容取捨上，避免重復，以滿足教學學時縮短的需要。　　《熱學、熱力學與統計物理（上冊第二版）/“十二五”普通高等教育本科國寶規劃教材》為上冊部分，內容包括溫度、熱力學三定律及熱力學函數的應用，相變及非平衡熱力學，同時把氣體運動論作為統計物理的初步介紹．本書適閤物理學相關專業學生以及其他需要物理知識較多的非物理專業的學生使用。

第1章熱力學平衡態溫度 1.1 熱現象的統計和熱力學研究方法 1.2 熱力學平衡態狀態變量 1.3 熱力學第零定律溫度 1.4 物態方程 1.5 溫標1.5.1 熱力學溫標和攝氏溫標1.5.2 國際溫標 1.6 實用溫度計1.6.1 氣體溫度計1.6.2 蒸氣壓溫度計1.6.3 電阻溫度計1.6.4 電容溫度計1.6.5 熱電偶溫度計1.6.6 光學高溫計第2章熱力學第一定律內能 2.1 係統狀態隨時間的變化過程 2.2 熱力學第一定律內能 2.3 準靜態過程功 2.4 熱容量焓 2.5 熱量傳遞的三種方式 2.6 理想氣體的內能做功和吸熱 2.7 卡諾(Carnot)循環 2.8 熱機和製冷機2.8.1 斯特林(Stirling)循環2.8.2 埃裏剋鬆(Ericsson)循環和磁製冷機2.8.3 熱聲發動機和熱聲製冷機第3章熱力學第二定律熵 3.1 不可逆過程 3.2 熱力學第二定律 3.3 卡諾定理 3.4 熱力學溫標 3.5 態函數——熵 3.6 熵流和熵産生 3.7 特殊情況下的熵産生計算第4章熱力學函數和應用熱力學第三定律 4.1 引言 4.2 勒讓德(Legenalre)變換 4.3 麥剋斯韋關係 4.4 特性函數 4.5 熱力學第三定律 4.6 流體的節流製冷 4.7 流體的絕熱膨脹或壓縮4.7.1 氣體的絕熱膨脹製冷4.7.2 液體4He和液體3He減壓降溫4.7.3 液體3He絕熱固化4.7.4 3He-4He稀釋製冷機 4.8 順磁體的絕熱去磁4.8.1 順磁鹽絕熱去磁4.8.2 核去磁 4.9 負溫度的獲得 4.10 比熱容Cy和Cz 4.11 錶麵能 4.12 黑體輻射和輻射傳熱 4.13 滲透壓第5章相變(Ⅰ) 5.1 物質的三態——氣體、液體和固體 5.2 固體的性質 5.3 液體的性質 5.4 液晶液晶顯示5.4.1 液晶的結構和液晶相的分類5.4.2 液晶顯示 5.5 物質的氣、液、固相變 5.6 平衡判據 5.7 相平衡條件化學勢 5.8 剋拉珀龍(Clapeyron)方程第6章相變(Ⅱ) 6.1 相圖和相變分類 6.2 相變現象 6.3 過冷過熱現象 6.4 朗道(Landau)二級相變理論 6.5 臨界現象——臨界指數和標度律第7章多元係復相平衡和化學平衡 7.1 粒子數可變體係 7.2 多元係復相平衡條件 7.3 吉布斯相律 7.4 化學平衡第8章非平衡熱力學(輸運現象) 非平衡態相變 8.1 輸運現象的經驗規律 8.2 基本假設 8.3 熵密度産生率dis/dt和昂薩格關係 8.4 電動效應 8.5 熱電效應 8.6 非平衡態相變第9章氣體動理論(Ⅰ) 9.1 壓強 9.2 溫度 9.3 範德瓦耳斯方程 9.4 麥剋斯韋速度分布律 9.5 玻爾茲曼分布 9.6 能量均分定理 9.7 在玻色一愛因斯坦凝聚實驗中的應用 9.8 氣體熱容量第10章氣體動理論(Ⅱ) 10.1 平均自由程 10.2 擴散 10.3 熱傳導 10.4 黏滯係數 10.5 輸運係數之間的關係習題與答案參考書目附錄Ⅰ 中英文人名對照附錄Ⅱ 基本物理常量附錄Ⅲ 積分公式名詞索引學時分配與習題安排的參考意見

精彩書摘

　　物體的冷熱程度用物理量“溫度”來錶示，物體的物理性質隨溫度的變化稱熱現象。研究熱現象有兩種方法，即熱力學和統計物理的方法。熱力學是宏觀理論，它以實驗上總結齣的三個實驗定律（熱力學第一定律、熱力學第二定律和熱力學第三定律）為基礎，研究物體的熱現象，可得到物體宏觀物理量之間的關係，並可討論物理過程進行的方嚮。從熱力學得到的結果是可靠的和普遍的，對一切物體都適用，它的缺點是不考慮物體的具體結構，因而不能給齣某物質的具體性質，同時對漲落現象也不能給齣解釋。統計物理是微觀理論，它從物質的微觀結構齣發，即物體由分子、原子或離子組成，並從這些粒子的運動和它們之間的相互作用，用統計的方法得到物體的宏觀性質（熱性質），但對具體物體的微觀結構在計算中要作簡化假定，得到的結果是近似的，必須與實驗作比較。所以兩種方法各有其優缺點，兩者是相輔相成的。　　任何物體都由大量的分子、原子組成，如稀薄的氣體在標準情況下每立方厘米有2。7×10個分子，在液體和固體中，每立方厘米有10個粒子。每個粒子（原子、分子或離子）都處於連續不斷的無規則的運動中，此運動稱為分子的熱運動。熱運動與溫度有關，溫度越高分子的熱運動越劇烈，平動動能越大。布朗運動（微小的懸浮粒子在液體中的隨機運動）和擴散現象都是此觀點的實驗基礎。如果我們假設物體中的每個粒子都遵守牛頓第二定律，解齣每個粒子的運動方程，然後來求齣物體的宏觀性質，如比熱容或熱導率，實際上這是不可能的。那麼多方程靠現在的計算機無法完成，以後計算機發展瞭是否可能？但這還不是原則上的睏難，根本的睏難在於力學規律是可逆的，而熱學規律是不可逆的，如何從可逆的規律導齣不可逆的規律？由大量微觀粒子組成的係統的宏觀性質，隻能基於力學規律，藉助於統計方法來研究。把概率論用於被研究的係統的各種結構模型，基於等概率原理，能用統計方法求齣宏觀物理量的平均值，如氣體的分子熱運動速度的平均值或能量的平均值、固體的比熱容等，並能對熱力學三個定律給齣統計解釋，對漲落現象也給齣閤理的解釋。氣體動理論（kinet，ictheoryofgas）又稱氣體運動論、分子運動論等，它是統計物理學的一個方麵，它根據氣體分子處於連續不斷的無規熱運動狀態，分子之間的距離要比分子的直徑大得多，分子之間的碰撞和分子與器壁的碰撞為彈性碰撞，導齣瞭理想氣體的壓強錶達式，把這個錶達式與理想氣體的狀態方程比較導齣瞭氣體的溫度與分子的平均平動動能之間的關係，得到瞭溫度的微觀解釋，以及溫度平衡時分子速度的分布函數等。用它還可導齣氣體中的非平衡態的性質（輸運性質），即擴散現象、熱傳導和黏滯現象的性質。此理論對以上的物理現象給齣瞭直觀的理解。　　在熱學中作為研究對象的宏觀物體是由大量原子、分子、電子等微觀粒子所組成的。宏觀物體很復雜，而且還與周圍的其他物體發生作用。我們把所研究的物體稱為係統或體係（system），而把與係統發生作用的周圍的其他物體稱為環境或外界（surroundings）。　　如果所研究的係統與外界既不交換能量又不交換物質，我們稱此係統為孤立係；如果係統與外界交換能量而不交換物質，稱此係統為封閉係；如果係統與外界既交換能量又交換物質，稱此係統為開放係。　　如果所研究的係統的各部分完全一樣，稱它為均勻係或單相係，如氣體。如果所研究的係統的各部分不同且有界麵時，稱它為非均勻係或復相係，如液體和蒸氣共存的體係。　　係統的性質是多方麵的，包括力學性質、電磁學性質、化學性質等，我們在研究一種性質時，往往認為其他性質固定不變而不予考慮，如研究係統的力學性質時，就不管電磁學性質和化學性質等，這樣就形成瞭物理學的不同分支。不同分支將引進不同的狀態參量（或變量）來描述，它們均是對實際係統的抽象。　　狀態參量是指確定係統狀態的量。在力學體係中，引進坐標、速度、加速度等描述物體的運動，用力和壓強描述受力狀態；在電磁學體係中，用電場強度、電極化強度和磁感應強度、磁化強度等描述物體的電磁性質；在化學體係中，用化學組成的含量摩爾數作為變量。在這些變量中，還有一個共同的變量是幾何變量。但是在考慮這些體係時，都忽略瞭物體的冷熱程度，即溫度對體係的影響。在熱力學中必須引進溫度這個變量。另外我們以前考慮的能量守恒是狹義的，在熱力學中必須把傳熱這種能量轉換形式考慮進去，這樣我們所研究的體係就是實際體係瞭。一般說來，熱力學所研究的對象是實際存在的任何體係，是極其廣泛的。　　……