《热力学与统计物理学》

第一章 热力学的基本定律1

1 热力学的研究对象及若干基本概念1

2 温度及物态方程5

3 准静态过程中功的表达式11

4 热力学第一定律 热量16

5 热力学第一定律的应用22

6 热力学第二定律26

7 卡诺定理32

8 热力学温标33

9 热力学第二定律的数学表述 熵36

10 系统熵函数的表达式46

11 熵差的计算 不可逆过程的判定48

思考题及习题51

第二章 热力学函数及其应用56

1 焓 自由能 自由焓56

2 特性函数 麦氏关系60

3 例题66

4 气体的节流膨胀与绝热膨胀71

5 表面的热力学函数75

6 磁介质的热力学性质77

7 热辐射79

8 开放系统的热力学基本等式84

9 在给定外界环境中系统的平衡条件及稳定性条件88

思考题及习题93

第三章 相平衡与化学平衡97

1 单元双相系统的平衡97

2 液、气二相的转变 范德瓦耳斯等温曲线101

3 液滴与蒸气的平衡 核心106

4 二级相变112

5 复相多元系的平衡条件 相律117

6 气体中的化学反应--质量作用定律勒夏忒列(Le Chatelier)原理120

7 热力学第三定律129

思考题及习题132

1 非平衡态的热力学函数 熵产生率136

第四章 不可逆过程热力学简介136

2 非平衡的化学反应140

3 线性不可逆过程 昂色格倒易关系144

4 温差电效应147

第五章 概率理论的若干基础知识153

1 引言153

2 概率理论的主要概念155

3 随机变量的概率分布 统计平均值 矩 涨落159

4 n个随机变量的联合分布 相关矩162

5 例165

6 麦克斯韦气体分子速度分布律169

思考题及习题175

1 μ空间178

第六章 玻耳兹曼统计分布178

2 经典玻耳兹曼统计分布律182

3 与热力学的联系189

4 单原子分子理想气体193

5 能量均分定理 气体和固体热容量的经典理论197

6 气体热容量的量子理论200

7 固体比热208

8 热辐射214

思考题及习题219

第七章 系综理论222

1 Г空间 刘维定理 微正则分布222

2 恒温系统 吉卜斯正则分布231

3 热力学公式237

4 非理想气体的态式242

5 巨正则分布248

思考题及习题255

第八章 量子统计学257

1 费密-狄拉克统计与玻色-爱因斯坦统计257

2 金属中的自由电子气267

3 理想玻色气体的性质273

4 光子气体统计学278

5 声子 准粒子279

思考题及习题282

1 涨落的半热力学理论285

第九章 涨落理论285

2 光的散射291

3 布朗运动理论293

4 电路中的热噪声299

思考题及习题300

第十章 非平衡态统计物理简介302

1 玻耳兹曼方程302

2 金属的电导率与热导率305

3 玻耳兹曼积分微分方程310

4 H定理316

附录Ⅰ321

(一) 双原子分子的拉格朗日函数和哈密顿函数321

(二) 关于二体碰撞324

附录Ⅱ 有关数学问题328

(一) 证明两个偏导数公式328

(二) 正定、负定二次型的性质329

(三) 几个定积分的值330

(四) 玻色-爱因斯坦积分332

(五) 费密-狄拉克积分333

(六) 阶乘与斯特令公式335

(七) 半径为R的n-维球的体积与表面积335

(八) 狄拉克δ-函数336

常用常数表338

参考书目339