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內容簡介

《熱力學與統計學（中譯本）》是《Sommerfeld理論物理學》教程的第五捲，《熱力學與統計學（中譯本）》共分5章，前3章為熱力學，後2章為統計物理學。各章內容包括：第1章熱力學、總論，第2章熱力學對特殊係統的應用，第3章氣體動力學基本理論，第4章統計學的普遍理論：組閤方法，第5章精確的氣體動理學的概述，《熱力學與統計學（中譯本）》的若乾創見和重要成果是著者及其學生的貢獻，《熱力學與統計學（中譯本）》附有刊題和部分參考答案。

目錄

目錄
Sommerfeld及其成就
總序
第五捲序
第1章 熱力學 總論 1
§1 溫度作為係統的一個屬性 1
§2 功和熱 3
§3 理想氣體 6
A. Boyle定律 (Boyle-Mariotte定律) 6
B. Charles定律 (Gay-Lussac定律) 7
C. Avogadro定律和普適氣體常量 8
§4 第一定律 能量和焓作為屬性 10
A. 熱功當量 10
B. 焓作為屬性 12
C. 關於比熱cp和cv之比的題外話 13
§5 可逆和不可逆絕熱過程 14
A. 可逆絕熱過程 15
B. 不可逆絕熱過程 17
C. Joule-Kelvin多孔塞實驗 18
D. 非常重要的一個結論 19
§6 第二定律 20
A. Carnot循環及其效率 21
B. 第二定律的第一部分 23
C. 第二定律的第二部分 27
D. 最簡單的算例 29
E. 關於第二定律文字錶述的評論 30
F. 能量和熵的相對量級 31
§7 熱力學勢和互易關係 32
§8 熱力學平衡 37
A. 無約束熱力學平衡和最大熵 37
B. 無約束熱力學平衡下的等溫等壓係統 37
C. 弛豫平衡中附加的自由度 38
D. 熱力學勢的極值性質 38
E. 最大功定理 40
§9. van der Waals方程 42
A. 等溫綫 43
B. van der Waals氣體的熵和熱性質 44
§10. van der Waals對氣體液化的評論 46
A. 積分和微分的Joule-Thomson效應 46
B. 轉化麯綫及其實際應用 47
C. p-v麵中液-氣相共存區域的邊界 49
§11. Kelvin溫標 53
§12. Nernst熱力學第三定律 55
第2章 熱力學對特殊係統的應用 59
§13. 氣體混閤物Gibbs悖 Guldberg-Waage定律 59
A. 氣體的可逆分離 60
B. 擴散過程和Gibbs佯謬中的熵增加 61
C. Guldberg和Waage的質量作用定律 62
§14. 化學勢和化學常量 66
A. 化學勢μi 67
B. 理想混閤物μi 與gi之間的關係 69
C. 理想氣體的化學常量 70
§15. 稀溶液 71
A. 曆史綜述 71
B. 稀溶液的Van0t Ho狀態方程 71
§16. 水的不同相對蒸汽機理論的說明 74
A. 蒸汽壓麯綫和Clapeyron方程 74
B. 冰和水之間的相平衡 77
C. 飽和蒸汽的比熱 78
§17. 相平衡理論綜述 80
A. 水的三相點 80
B. Gibbs相律 82
C. 稀溶液的Raoult定律 84
D. Henry吸收定律(1803) 86
§18. 原電池的電動勢 87
A. 電化學勢 88
B. Daniell電池(1836) 89
C. 個體反應縮簡為總體反應 90
D. Gibbs-Helmholtz基本方程 91
E. 實例 92
F. 對基本方程積分的說明 93
§19. 鐵磁性與順磁性 94
A. 磁化功和狀態的磁方程 94
B. 順磁質的Langevin方程 96
C. 鐵磁現象的Weiss理論 97
D. 比熱cH和cM 100
E. 磁熱效應 104
§20. 黑體輻射 105
A. Kirchho定律 106
B. Stefan-Boltzmann定律 108
C. Wien定律 109
D. Planck輻射定律 113
§21. 不可逆過程近平衡過程熱力學 119
A. 熱傳導和局域熵産生 119
B. 各嚮異性體中的熱傳導和Onsager互易關係 121
C. 熱電現象 122
D. 內部變換 127
E. 一般關係 128
F. 不可逆過程熱力學理論的局限性 130
第3章 氣體動力學基本理論 131
§22. 理想氣體狀態方程 131
§23. Maxwell速度分布 135
A. 單原子氣體的Maxwell分布1860年的證明 135
B. 數值和實驗結果 138
C. 能量分布總評Boltzmann因子 139
§24. Brown運動 140
§25. 對順磁質的統計討論 145
A. 經典的Langevin 函數 146
B. 藉助於量子力學對Langevin函數的修正 148
§26. van der Waals方程中常量的統計意義 149
A. 分子體積與常量 149
B. van der Waals內聚力與常量151
§27. 平均自由程問題 153
A. 一個特殊情況下平均自由程的計算 153
B. 黏度 154
C. 熱導率 157
D. 一些與平均自由程概念相關問題的總評 159
第4章 統計學的普遍理論：組閤方法 161
§28. Liouville定理，空間和空間 161
A. 多維空間（相空間） 161
B. Liouville定理 162
C. 理想氣體的等概率 163
§29. Boltzmann原理 165
A. 用排列來量化熱力學概率 166
B. 用最大概率來度量熵 168
C. 元胞的閤並 170
§30. 與熱力學對照 171
A. 等容過程 171
B. 無外力情況下氣體經曆的一般過程 172
C. 外力場中的氣體；Boltzmann因子 173
D. Maxwell-Boltzmann速度分布律 174
E. 混閤氣體 175
§31. 比熱和剛性分子的能量 176
A. 單原子分子氣體 176
B. 氣體組成和雙原子分子 178
C. 多原子分子氣體和Kelvin的烏雲 181
§32. 考慮分子振動的比熱和固體的比熱 182
A. 雙原子分子 182
B. 多原子分子氣體 183
C. 固體和Dulong-Petit規則 183
§33. 振動能量的量子化 183
A. 綫性振子 184
B. 固體 186
C. 推廣到任意量子態 187
§34. 轉動能量的量子化 188
§35. 關於輻射理論和固體的補充材料 191
A. 自然振動方法 191
B. 固體比熱的Debye理論 192
§36. 空間的配分函數 193
A. Gibbs條件 194
B. 與Boltzmann方法的關係 195
C. 量子效應引起的修正 197
D. Gibbs假設分析 199
§37. 量子統計基礎 200
A. 全同粒子的量子統計 200
B. Darwin和Fowler的方法 201
C. Bose-Einstein和Fermi-Dirac分布 203
D. 鞍點方法 204
§38. 簡並氣體 207
A. Bose-Einstein和Fermi-Dirac分布 207
B. 氣體簡並度 210
C. 高簡並度的Bose-Einstein氣體 212
§39. 金屬電子氣 215
A. Drude理論的評價性介紹 215
B. 完全簡並Fermi-Dirac氣體 216
C. 近完全簡並 219
D. 特殊問題 220
§40. 方均漲落 223
第5章 精確的氣體動理學的概述 229
§41. Maxwell-Boltzmann碰撞理論 229
A. 氣體動理學中態的描述 229
B. f隨時間的變化 231
C. 彈性碰撞定律 232
D. Boltzmann的碰撞積分 234
E. Boltzmann關於分子混沌的假設 235
§42. H-定理和Maxwell分布 236
A. H-定理 236
B. Maxwell分布 239
C. 平衡態分布 241
§43. 流體動力學的基本公式 242
A. 分布函數的級數展開 242
B. Maxwell的輸運方程 244
C. 質量守恒 246
D. 動量守恒 247
E. 能量守恒 248
F. 熵定理 251
§44. 關於碰撞方程的積分 253
A. 利用矩方程積分 253
B. 矩方程的變換 254
C. 碰撞矩的評估 256
D. 黏度和導熱係數 257
§45. 電導率和Wiedemann-Franz定律 261
A. 金屬中電子的碰撞和傳輸方程 261
B. 碰撞方程的近似解 263
C. 電流和能量通量 266
D. 歐姆定律 267
E. 導熱係數和絕對熱電動勢 268
F. Wiedemann-Franz定律 269
習題 271
習題解答 279
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