熱學

第1章熱現(xiàn)象與熱物理學1 1.1熱力學是宏觀熱現(xiàn)象規(guī)律的總結(jié)1 1.2熱運動與熱現(xiàn)象的微觀理論3 1.2.1物質(zhì)由大量的分子或原子組成3 1.2.2分子的熱運動及其實驗事實4 1.2.3分子間存在相互作用力6 1.2.4熱物理學的三種理論8 1.3熱學研究的對象8 1.4狀態(tài)參量與狀態(tài)公理10 1.5數(shù)學知識補充12 1.5.1全微分概念及特性12 1.5.2概率簡介15 第2章熱力學第零定律和溫度23 2.1溫度和熱力學第零定律23 2.2溫標的建立27 2.2.1經(jīng)驗溫標28 2.2.2理想氣體溫標32 2.2.3熱力學溫標32 2.2.4國際溫標33 2.3狀態(tài)方程34 2.3.1理想氣體的狀態(tài)方程35 2.3.2混合理想氣體的狀態(tài)方程36 2.3.3實際氣體的狀態(tài)方程38 2.3.4固體、液體的狀態(tài)方程39 第3章熱力學定律和內(nèi)能43 3.1準靜態(tài)過程44 3.2以功的形式傳遞能量45 3.2.1位形功45 3.2.2絕熱功和內(nèi)能 48 3.3以熱量的形式傳遞能量50 3.3.1熱容量51 3.3.2熱的簡史52 3.3.3熱還是功？53 3.4熱力學定律54 3.5理想氣體內(nèi)能和焓56 3.5.1焓的定義56 3.5.2理想氣體的內(nèi)能57 3.5.3理想氣體的焓58 3.5.4邁耶公式59 3.6理想氣體的絕熱過程60 3.7穩(wěn)流過程63 3.7.1渦輪機65 3.7.2節(jié)流閥65 3.7.3焦耳-湯姆遜實驗65 第4章熱力學第二定律和熵74 4.1循環(huán)過程和熱機74 4.1.1循環(huán)和效率75 4.1.2熱力學發(fā)展簡史77 4.1.3卡諾循環(huán)79 4.1.4實際的熱機80 4.2可逆過程和不可逆過程83 4.3熱力學第二定律的兩種表述85 4.4卡諾定理88 4.5熱力學溫標91 4.6可逆絕熱過程的性93 4.7克勞修斯不等式94 4.8熵97 4.8.1熵是狀態(tài)函數(shù)97 4.8.2熵的計算99 4.8.3熵增加原理101 4.8.4溫-熵圖103 4.8.5熱力學恒等式104 4.8.6自由能與吉布斯函數(shù)104 4.9熱力學第二定律及熵的統(tǒng)計意義106 4.9.1不可逆性的微觀解釋107 4.9.2玻爾茲曼熵109 第5章麥克斯韋-玻爾茲曼分布115 5.1理想氣體微觀模型115 5.2理想氣體的壓強公式與溫度的統(tǒng)計解釋117 5.3麥克斯韋速度分布律及其應用120 5.3.1速度空間120 5.3.2速度分布121 5.3.3速率分布122 5.3.4壓強公式的重新推導124 5.3.5單原子氣體的麥克斯韋分布(1860年的證明)126 5.3.6麥克斯韋速率分布129 5.4玻爾茲曼分布律133 5.5麥克斯韋速率分布的實驗驗證136 5.6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(chǔ)151 6.1氣體的平均自由程151 6.1.1碰撞截面152 6.1.2平均自由程153 6.2熱傳導現(xiàn)象及其微觀解釋155 6.2.1熱傳導現(xiàn)象的宏觀規(guī)律155 6.2.2氣體導熱系數(shù)的微觀機理157 6.3黏滯現(xiàn)象及其微觀解釋158 6.3.1黏滯力的宏觀規(guī)律158 6.3.2氣體黏滯系數(shù)微觀機理160 6.4氣體擴散現(xiàn)象及微觀解釋162 6.4.1氣體擴散的實驗規(guī)律162 6.4.2氣體擴散系數(shù)的微觀機理163 6.5關(guān)于三種輸運系數(shù)的討論163 6.5.1理論與實驗結(jié)果的比較163 6.5.2低壓下氣體的黏滯現(xiàn)象和熱傳導164 第7章物態(tài)與相變167 7.1固體167 7.1.1晶體的結(jié)構(gòu)167 7.1.2固體中的化學鍵170 7.1.3晶體中的熱運動173 7.1.4非晶態(tài)固體174 7.2液體175 7.2.1液體的結(jié)構(gòu)176 7.2.2液體的體熱物理性質(zhì)177 7.2.3液體的表面性質(zhì)180 7.3相與相變186 7.3.1相與相圖186 7.3.2潛熱188 7.3.3化學勢與吉布斯-杜亥姆（Gibbs-Duhem）關(guān)系189 7.3.4兩相共存條件189 7.3.5相變的分類190 7.3.6克勞修斯-克拉珀龍（Clausius-Clapeyron）方程190 7.3.7范德華氣體等溫線192 7.3.8液固相變195 參考文獻200