《分子热力学》求取 ⇩

第一章分子热力学的统计基础1

1.1 分子热力学的基本假定1

1.2 微观运动状态2

一、经典力学的运动状态，相空间和相轨线2

二、量子力学的运动状态，量子态5

1.3 统计系综和热力学公式7

一、统计系综的分类9

二、微正则系综及其热力学公式10

三、正则系综及其热力学公式13

四、巨正则系综及其热力学公式14

1.4 近独立非定域子系的量子统计17

一、3种统计的异同17

二、Bose-Einstein统计19

三、Fermi-Dirac统计19

四、电子气的微观运动状态和它对热容的影响20

1.5 偏差与涨落现象23

一、体系中的能量涨落25

二、体系的分子数涨落27

三、理想气体的密度涨落和体积涨落30

参考文献30

第二章分子间相互作用32

2.1 分子间相互作用的性质和实验测定32

一、分子间相互作用的本质32

二、长程作用势能和短程作用势能33

三、分子间势能的实验测定35

2.2 静电能39

一、偶极矩和多极矩39

二、静电能41

2.3 诱导能44

2.4 色散能46

一、量子力学微扰理论46

二、Drude振子模型50

三、3分子的色散能54

一、Heitler-London价键理论处理55

2.5 短程作用势能55

二、分子轨道理论处理58

三、模型计算法59

四、计算结果61

2.6 双体势能模型和解析函数62

一、硬球分子模型63

二、LJ势能模型64

三、Morse势能模型68

四、多调节参量的势能模型69

五、非球形分子模型73

2.7 经典弹性散射74

一、经典弹性碰撞的质心坐标系75

二、撞击参量和有效势能75

三、轨线偏转函数和微分散射截面77

五、从轨线偏转函数求体系的势能80

四、从微分散射截面求轨线偏转函数80

2.8 量子弹性散射82

一、经典散射理论的缺陷82

二、量子弹性散射83

参考文献88

第三章径向分布函数90

3.1 位形配分函数和b积分90

一、位形配分函数90

二、b积分92

3.2 径向分布函数94

3.3 位形配分函数与热力学函数关系97

一、内能97

二、压力98

三、等温压缩系数100

3.4 径向分布函数的实验测定102

一、X射线的散射102

二、慢中子散射105

3.5 径向分布函数的近似理论107

一、Kirkwood选加近似107

二、BG方程和Kirkwood方程107

三、OZ方程110

四、HNC方程和PY方程111

3.6 径向分布函数的精确理论116

一、几率密度函数116

二、径向分布函数121

3.9 非球形分子的径向分布函数124

一、非球形分子的势能和第二virial系数125

二、非球形分子的径向分布函数和角度分布函数127

三、非球形分子的角度相关函数和中心相关函数130

参考文献132

第四章气体统计理论133

4.1 理想气体133

一、单原子分子气体134

二、双原子分子气体136

三、原子的不可分辨性、正氢和仲氢141

四、多原子分子的转动144

五、多原子分子的振动148

六、多原子分子的内旋转150

4.2 virial方程、第二virial系数153

一、virial方程153

二、第二Virial系数的统计理论155

4.3 第二virial系数的计算156

一、简单硬球模型156

二、方阱模型156

三、Sutherland硬球模型159

四、LJ模型160

五、混合气体的virial系数162

六、(exp-6)势能模型163

七、Kihara硬球模型165

八、Stockmayer模型(极性分子)169

4.4 第二virial系数的量子统计理论170

一、双分子配分函数171

二、Siater和式172

4.5 对应状态原理175

4.6 高阶virial系数的计算177

一、Cluster积分(集积分)178

二、virial系数的一般公式184

三、第三virial系数的计算185

四、第四virial系数的计算188

参考文献195

第五章纯液体分布函数理论196

5.1 径向分布函数的计算机模拟计算196

一、MC方法196

二、MD方法199

三、计算结果201

5.2 径向分布函数积分方程的解析解203

一、Kirkwood方程204

二、PY方程207

5.3 径向分布函数积分方程的数值解213

一、硬球势能模型213

二、Sutherland势能模型219

5.4 Zwanzig和McQuarrie-Katz微扰理论222

一、Zwanzig微扰理论222

二、McQuarrie-Katz微扰理论226

5.5 Barker-Henderson和Weeks-Chandler-Anderson微扰理论229

一、Barker-Henderson微扰理论229

二、Weeks-Chander-Anderson微扰理论235

5.6 硬球液体、液态稀有气体和水的结构237

一、硬球液体238

二、液态稀有气体240

三、液态水的静结构243

一、有效双体势能-准势能原理245

5.7 液态金属的结构理论245

二、径向分布函数与液态金属的结构248

三、理论计算和实验结果250

参考文献252

第六章非电解质溶液理论255

6.1 自由容积理论255

一、自由容积理论的基本原理256

二、LJ和Devonshire液体理论258

三、自由容积理论对溶液的应用264

6.2 准晶格模型理论268

6.3 平均势能模型理论275

一、单流体模型理论276

二、双流体和叁流体模型理论281

6.4 PY分布函数理论287

一、双组分体系的OZ方程287

二、双组分溶液的PY方程290

三、PY方程对硬球体系的应用292

四、计算机计算结果298

6.5 定标粒子理论300

一、定标粒子理论的基本原理300

二、液体的表面张力和状态方程304

三、液体的蒸发热307

四、液体的膨胀系数和压缩系数309

6.6 Bakker-Henderson微扰理论312

一、一级微扰理论312

二、二级微扰理论315

参考文献318

第七章电解质溶液分布函数理论320

7.1 Debye-H?ckel理论320

一、Debye-H?ckel理论的基本假设和离子氛概念320

二、Poisson-Boltzmann方程322

三、平均电位和离子间相互作用能323

四、电解质的活度系数325

7.2 Pitzer半经验径向分布函数理论327

一、渗透压公式328

二、径向分布函数329

三、渗透系数330

四、活度系数331

7.3 平均球模型理论335

一、强电解质的基本模型335

二、强电解质的平均球模型理论337

三、三维MSM的解339

四、一维荷电硬板MSM的解341

7.4 模式展开理论344

一、位形积分344

二、模式展开346

三、理想气体参考体系348

四、电解质溶液的模式展开理论352

7.5 动力学盐效应的定标粒子理论计算实例356

一、kr表达式357

二、kβ表达式358

三、kσ表达式359

四、动力学盐效应的理论计算值和实验值360

7.6 高价电解质的热力学性能计算实例364

一、理论计算程序364

二、计算结果369

7.7 非球形分子溶液的Patey理论大意373

参考文献375

第八章气体的输运理论377

8.1 输运过程的宏观方程377

一、3个宏观输运方程377

二、含时宏观输运方程378

8.2 硬球气体的简化输运理论380

8.3 Boltzmann输运方程383

一、Jacobi行列式383

二、单组分体系的Boltzmann输运方程384

三、多组分体系的Boltzmann输运方程386

四、碰撞积分386

8.4 Boltzmann H定理388

一、Boltzmann H函数和H定理388

二、H定理的证明389

三、H函数与熵391

8.5 扩散和扩散系数392

一、温度梯度和密度梯度所引起的扩散系数392

二、通过平板的扩散396

三、扩散系数399

8.6 输运过程的普遍理论400

一、碰撞恒量和碰撞恒量定理400

二、输运过程的基本微分方程401

三、Enskog逐步近似解法的基本原则402

四、零阶方程的解403

五、输运方程的解405

六、变分原理407

8.7 导热系数和粘度系数408

参考文献412

第九章量子流体的结构和经典液体的结构因子414

9.1 对应状态的量子理论和超流体状态414

9.2 基态4He的结构理论417

一、基态4He的波函数和总能417

二、径向分布函数419

三、液体结构函数422

9.3 激态4He的结构424

9.4 普遍化Langevin方程和相关函数429

一、相关函数的性质429

二、普遍化Langevin方程431

三、记忆函数的连续分式表示式433

9.5 经典液体的结构因子435

一、密度-密度相关函数435

二、静结构因子和径向分布函数436

三、动结构因子437

9.6 旋子对液体氦热力学函数的贡献——计算例题440

参考文献442

第十章非平衡态热力学444

10.1 熵产生和熵流444

一、熵产生和熵流444

二、传质和传能过程的熵产生445

三、化学反应的熵产生448

10.2 流与势449

10.3 Onsager倒易关系452

10.4 接近平衡的化学反应456

一、接近平衡时的化学亲和势456

二、理想体系接近平衡时的反应速率457

三、几个反应同时进行的反应体系459

10.5 反应扩散方程461

10.6 熵平衡方程463

一、局部平衡假设464

二、熵平衡方程465

三、非平衡体系的化学亲和势与反应速率466

10.7 最小熵产生原理468

10.8 过量熵生率473

10.9 非平衡态的稳定性478

10.10 化学振荡482

一、分支现象482

二、三分子模型484

三、协同学的提出487

四、化学振荡488

参考文献491

附录Ⅰ 由修正的Buckinghan(6-exp)势能模型计算第二virial系数492

附录Ⅱ Kihara球柱及椭球模型第二virial系数的Fi函数496

附录Ⅲ 由Stockmayer模型计算极性分子的第二virial系数表497

附录Ⅳ 由Stockmayer势能函数计算第三virial系数表505