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第一章温度与热量1

第一节温度热力学第零定律1

一、系统和相1

目 录1

二、状态参量2

三、平衡态3

四、温度和热力学第零定律4

第二节温度的标定6

一、温度标定的原则、经验温标6

二、理想气体温标10

三、国际实用温标16

一、定容气体温度计20

第三节温度计简介20

二、温差电偶温度计23

三、温度计的校正和使用25

第四节热量与热容量26

一、热量概念的引入26

二、焦耳实验28

三、热容量与比热容30

四、比热容的测定35

本章要点40

习题41

第二章传热学的基本知识44

第一节热传导与付里叶方程44

一、付里叶方程45

二、几种常见的热传导48

第二节热导率与热阻50

一、热导率50

二、“电模拟”方法及热阻53

第三节有内热源的热传导56

一、有均匀内热源的平壁56

二、有均匀内热源的圆柱体59

三、一般三维导热方程的建立61

第四节对流换热65

一、牛顿冷却公式66

二、“电模拟”计算方法70

三、有隔热层的热管道72

一、热辐射75

第五节辐射传热75

二、黑体与灰体克希荷夫定律77

三、斯蒂芬－玻尔兹曼定律80

四、辐射传热的计算82

五、用“电模拟”计算辐射传热87

第六节辐射测温88

本章要点92

习题93

第三章热力学定律96

第一节热力学第一定律 内能97

一、准静态过程做的功97

二、内能热力学第一定律100

三、系统内能变化的表示103

四、有关气体内能的实验106

第二节热力学函数——焓110

一、焓的引入110

二、焦耳－汤姆孙效应112

第三节理想气体的热力学性质116

一、理想气体的物态方程116

二、理想气体的定容热容量和定压热容量118

三、理想气体的准静态绝热过程120

四、定压与定容热容量的比值γ的测定125

第四节热力学第二定律129

一、热机的效率130

二、卡诺循环和卡诺定理132

三、热力学第二定律的表述135

四、热力学温标和热力学第三定律136

第五节热力学函数——熵140

一、克劳修斯不等式140

二、熵的引入及热力学第二定律的数学表示141

三、熵差计算举例146

四、熵的统计意义150

第六节 吉布斯自由能及热力学过程的判据154

一、只有体积变化功的情况155

二、有“有效功”的情况157

本章要点159

习题160

第一节物质的热学性质163

第四章物质的热学性质及相转变163

一、热容量164

二、压缩率165

三、热膨胀系数168

四、定容压强系数170

第二节物态方程171

一、理想气体的物态方程172

二、真实气体的物态方程173

三、固体的物态方程177

四、弦（金属线）的物态方程178

五、液体表面薄膜的物态方程179

六、电介质的物态方程179

一、化学势180

七、顺磁性固体的物态方程180

第三节相平衡与相图180

二、相平衡与相转变的条件181

三、相律182

四、相图183

五、相图的热力学解释184

第四节第一类相转变187

一、相变潜热187

二、相变的热力学关系191

三、第一类相变的特点192

四、克劳修斯－克拉珀龙方程193

五、相变潜热的测量195

一、临界点198

第五节临界点和气体的液化198

二、节流膨胀液化气体202

三、绝热膨胀液化气体210

第六节高阶相转变（连续相转变）212

本章要点215

习题215

第五章低温物理基本知识219

第一节氦的低温特性219

一、4He的相变特性220

二、3He的相变特性223

第二节超流性226

一、二流体模型226

二、第二种声228

三、喷泉效应234

第三节低温的获得237

一、普冷238

二、深冷240

三、极低温244

第四节顺磁盐的绝热去磁248

一、热力学的分析249

二、绝热去磁致冷装置252

第五节低温温度的测量254

一、实用温标的定点254

二、低温测量用的实用温度计256

三、磁性温标（顺磁盐温度计）258

一、超导电性和迈斯纳效应260

第六节超导电性260

二、超导体与正常导体之间的相变热力学讨论265

三、超导二流体模型及BCS理论简介269

四、超导隧导效应及超导应用的展望272

五、高Tc超导材料274

本章要点276

习题276

第六章分子热运动的统计规律279

第一节 物质分子运动论的基本观点及其发展279

一、分子运动论的发展简介279

二、分子运动论的基本观点280

一、理想气体的微观模型282

第二节气体压强和温度的统计意义282

二、理想气体的压强公式及其统计意义283

三、温度的统计意义288

第三节气体分子速率的统计分布289

一、气体分子速度的测定290

二、气体分子速率的统计分布292

三、最可几速率294

四、平均速率和方均根速率297

第四节麦克斯韦速度分布和速度空间300

第五节动能分布函数303

第六节玻耳兹曼分布律308

第七节能量均分定理311

一、能量均分定理311

二、理想气体的内能和热容量313

第八节布朗运动和热涨落现象316

一、布朗运动和无规行走的距离316

二、涨落现象320

本章要点323

习题324

第七章分子间的相互作用327

第一节分子间的相互作用力327

第二节分子力对气体状态方程的影响331

一、关于压强的修正项332

二、关于体积的修正项333

三、范德瓦尔斯力的本质336

一、实际气体的内能337

第三节实际气体的内能和焦－汤效应的解释337

二、焦－汤效应的解释338

第四节液体的分子模型341

第五节液体的表面张力345

一、表面张力系数346

二、表面层内的分子力347

第六节晶体的结合力和结合能349

本章要点354

习题355

第八章常压和低压下气体的内输运现象357

第一节气体内输运现象的宏观规律357

一、牛顿粘滞定律357

二、斐克扩散定律360

三、扩散方程362

第二节分子的碰撞和自由程363

一、碰撞截面364

二、平均自由程365

三、分子运动的平均相对速度368

第三节气体内输运现象的微观机理369

一、决定内输运过程的基本因素369

二、粘滞现象的微观解释370

三、热传导的微观解释375

四、扩散现象的微观解释376

第四节关于内输运现象微观解释的进一步讨论378

一、参加输运的分子数378

二、分子通过截面时的平均自由程382

一、稀薄气体的粘滞性粘滞态和分子态387

第五节稀薄气体的内输运现象387

二、稀薄气体的热传导393

三、气体的吸附现象394

第六节真空技术基本知识397

一、真空状态和真空度398

二、真空的获得399

三、真空的测量405

本章要点413

习题415

参考书目418

附录Ⅰ 热量的单位420

附录Ⅱ 真空度和乇422