新概念熱力學：簡明、直觀、易學的熱力學 [A New Concept Of Thermodynamics] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[德] 久保 著，陳敏華 譯

圖書標籤:

• 熱力學
• 物理學
• 工程熱力學
• 新概念
• 教材
• 理工科
• 能源
• 熱工
• 學習
• 科普

齣版社： 華東理工大學齣版社

ISBN：9787562827191

版次：1

商品編碼：10220634

包裝：平裝

叢書名： 當代化工譯叢

外文名稱：A New Concept Of Thermodynamics

開本：16開

齣版時間：2010-05-01

用紙：膠版紙

頁數：141

字數：175000

正文語種：中文

編輯推薦

　　本書以一種嶄新的方式重新定義瞭《熱力學》課程中的核心概念——“熵”，從教學理念、教學內容到錶述方式等方麵構建瞭不同於傳統《熱力學》教材的新的學科體係。本書融閤瞭作者多年來在熱力學研究上取得的實際應用成果，在熱力學理論與實際應用的結閤上給人以“耳目一新”的感覺。

內容簡介

　　德國Georg Job教授所著的《新概念熱力學》以一種嶄新的方式重新定義瞭《熱力學》課程中的核心概念——“熵”，從教學理念、教學內容到錶述方式等方麵構建瞭不同於傳統《熱力學》教材的新的學科體係，同時又與傳統熱力學做瞭很好的對接，使初學者和有一定熱力學知識的人都能更快地領會熱力學的一些基本概念和使用技巧。《新概念熱力學：簡明、直觀、易學的熱力學》融閤瞭作者多年來在熱力學研究上取得的實際應用成果，在熱力學理論與實際應用的結閤上給人以“耳目一新”的感覺。
　　《新概念熱力學：簡明、直觀、易學的熱力學》可作為高等院校理工科相關專業熱力學課程的教材或參考用書。由於《新概念熱力學：簡明、直觀、易學的熱力學》將抽象概念與生活實際相聯係，使讀者易於理解，因此《新概念熱力學：簡明、直觀、易學的熱力學》也可作為熱力學方麵的科普讀物。

內頁插圖

精彩書評

　　該教材以一種嶄新的方式重新定義瞭《熱力學》課程中的核心概念——“熵”，從教學理念、教學內容到錶述方式等方麵構建瞭不同於傳統《熱力學》教材的新的學科體係。本書的翻譯齣版對於推進我國高等院校《熱力學》課程建設和教材建設有著較好的藉鑒作用。
　　——華東師範大學物理係教授 硃鉉雄

目錄

1.引言
2.純熱力學
2.1 熱
2.1.1 對於熱的直觀理解
2.1.2 熱的測量
2.1.3 熱的測量方法
2.2 功和溫度
2.2.1 勢能和能量守恒
2.2.2 熱勢
2.2.3 熱張力
2.2.4 溫度
2.2.5 熱機
2.2.6 熱功
2.2.7 熱容
2.3 熱産生
2.3.1 絕對溫度
2.3.2 熱産生的必要條件
2.3.3 可行過程和不可行過程
2.3.4 損耗功
2.3.5 熱傳導
2.4 在絕對零度時的熱量
2.5 與其他熱學理論的比較
2.5.1 與傳統熱力學的比較
2.5.2 曆史背景

3.普通熱力學
3.1 彈性耦閤
3.1.1 彈性現象
3.1.2 主物理量
3.1.3 正耦閤和反耦閤
3.1.4 能量和力
3.1.5 基本效應和耦閤效應
3.1.6 不穩定現象
3.2 導數的數學運算規則
3.2.1 變量的變換
3.2.2 導數倒置規則
3.2.3 應用指南
3.2.4 應用
3.2.5 必需的已知係數數目
3.3 力－熱耦閤的簡單例子
3.3.1 物體的形變
3.3.2 橡皮筋
3.3.3 鋼絲
3.4 全嚮壓力下的物體
3.4.1 主方程和耦閤
3.4.2 體積
3.4.3 熵含量
3.4.4 壓縮係數、膨脹係數和比熱‘容
3.5 其他係統
3.5.1 伽伐尼電池
3.5.2 壓電效應和熱電效應
3.5.3 磁熱效應
3.5.4 雙金屬片
3.6 各種傳統的概念
3.6.1 能量形式
3.6.2 熱、功和熱力學第一定律
3.6.3 溫度、熵和熱力學第二定律
3.6.4 焓、熱函數
3.6.5 最大有用功
3.6.6 自由能、熱力學勢
3.6.7 平衡條件
3.7 常用的數學方法
3.7.1 特徵函數、麥剋斯韋關係式
3.7.2 可逆循環
3.7.3 係統性的計算方法
3.7.4 應用實例

4.化學熱力學
4.1 引言
4.2 物質的量
4.3 化學勢
4.3.1 能和勢
4.3.2 物質擴散的趨勢
4.3.3 水的計算實例
4.4 物質傳遞與其他過程的耦閤
4.4.1 物質對體積和熵的需求量、摩爾質量
4.4.2 主方程和耦閤
4.5 物質的轉化
4.5.1 化學轉化的條件
4.5.2 V，S和ε之間的耦閤
4.5.3 相變
4.5.4 λ相變
4.6 均質物體
4.6.1 量的方次(冪)
4.6.2 量的“切割”
4.6.3 係數的簡化
4.7 高度稀薄物質的漸近定律
4.7.1 低濃度下的化學勢
4.7.2 稀薄氣體的性質
4.7.3 混閤物內的化學勢
4.7.4 滲透，稀溶液的沸點和冰點
4.7.5 質量作用定律
4.7.6 溶液平衡
4.8 外界場效應

5.熵産生過程的熱力學
5.1 力學中的例子
5.2 昂薩格定理
5.3 電流和熵流之間的耦閤
5.4 更多的實例
專業名詞術語中英文對照

精彩書摘

　　2.1.2 熱的測量
　　到目前為止，我們已經用完全定性的方法考察瞭熱*的性質和效應。在這些觀察的基礎上，為瞭建立一種能用實驗驗證的理論，我們需要定義對熱*的數量以及它的效應的大小的測量方法，比如熱度的測量方法。在定義這些測量方法之前，我們先來做一些初步設想。
　　我們假定熱。具有不可消滅性或不滅性（inde stru ctibility）的主要結果是，熱’産生的過程就像照相機膠捲一樣不能往迴倒。過程的逆嚮發生（可逆）意味著可以將所産生的熱。消滅掉，而這違背我們關於熱*具有不滅性的假設。因此，每一步驟都可以倒過來的可逆過程是産生不瞭熱*的。為瞭避免無法控製的熱*的增加，我們規定在我們的測量過程中必須運用可逆過程。盡管這樣會使測量變得更加睏難，但我們沒有其他替代辦法。
　　那麼哪些過程是可逆的呢？我們在前麵從（1）到（3）這些部分中所敘述的過程肯定都是不可逆的。從來沒有人觀察到過燃燒中的蠟燭會自行地從周圍環境中迴收熱和氣體並恢復到原來的長度。熱*既不會自動地聚集在某個地方，也不會自動地從冷的物體流到熱的物體。一般來說，自發的過程不可能具有可逆性，因為如果是可逆的話就意味著它應當可以任意地流嚮每一方嚮。
　　相比之下，我們在前麵從（5）到（6）這些部分中所介紹的過程在理想條件下有可能是可逆的。例如，將一根嚴格絕熱的橡皮筋分成許多細小步驟逐漸地進行拉伸，那麼它就會一步一步地變熱。當所有這些步驟一步一步地倒退迴去時，橡皮筋就會逐步地冷卻下來，直到恢復為起始狀態。其實，甚至它與周圍環境之間的熱。交換在原則上也完全是可逆的。如果橡皮筋張力的增大（或減小）十分緩慢，以緻幾乎察覺不到它變得比周圍環境熱一些（或冷一些），那麼過程的正嚮路徑與逆嚮路徑之間的溫度差趨於消失。此外，其他由溫度引起的長度變化、體積變化、聚集態的變化等通常也是可逆的。

前言/序言

　　很早以前我就計劃將本書德文版翻譯成英文版，但始終未能擠齣時間著手進行。後來還是在我的兄長Eduard Job的推動之下，纔使這項翻譯工作得以全麵開展。他的想法是，要將本書所述的方法介紹給更多讀者。他早年在漢堡和芝加哥學習熱力學這門課時遇到瞭許多睏難，有切膚之痛。因此他有一個強烈的動機，那就是讓後學者們不再遭遇他自己所遭遇過的睏難。
　　在此我嚮Harry Schmeichel（美國加利福尼亞州）、Timm Lankau（中國颱灣）、Hans Fuchs（瑞士）和Joel Rosenberg（美國馬薩諸塞州）諸位深錶謝意。他們對全書進行瞭翻譯、校對、訂正和修改，以便更好地錶達本書的基本概念，使之易於理解。由於新的概念和方法需要使用許多尚未確定標準譯名的新術語，他們所遇到的睏難是可想而知的。我還要感謝久保基金會（Job-Foundation），感謝他對於包括本書在內的Karlsruher Physikkm’s（KPK）係列教材的長期一貫的慷慨支持。
　　現在，2007年IUAPC（國際純化學和應用化學聯閤會，International Unionof Pure and Applied Chemistry——譯者注）大會即將在意大利都靈召開。為此，我有充足的理由至少為本書準備好一個臨時版本。然而，由於時間倉促，我最後仍舊隻拿齣瞭一本不太完整的書稿。對此，我深感抱歉。最後，我要感謝大傢對本書提齣的所有改進建議，並真誠地歡迎讀者批評指正。

探索微觀世界的宏大敘事：經典統計力學的深度透視與現代前沿 本書並非《新概念熱力學：簡明、直觀、易學的熱力學》的續篇或姊妹篇，它緻力於構建一套完全獨立、側重於微觀粒子行為與宏觀性質之間橋梁的理論框架——經典統計力學。 本書旨在為讀者提供一個深入理解物質世界熱力學行為的基石，著重剖析那些支配著從氣體分子運動到復雜材料相變的根本原理。我們摒棄瞭傳統熱力學中依賴於宏觀經驗定律的錶述方式，轉而從統計學的視角，嚴謹地推導和闡釋能量、熵、溫度等核心概念的微觀起源。 第一部分：基礎概念與概率論基石 統計物理學的力量源於對大量粒子行為的概率描述。本部分將首先迴顧必要的數學工具，重點聚焦於組閤數學、概率論和拉普拉斯方法，為後續的物理模型奠定堅實的數學基礎。 1. 統計描述的必要性與局限性： 我們討論為什麼描述包含阿伏伽德羅常數級彆粒子的係統必須訴諸統計方法，以及在何種條件下宏觀熱力學極限是有效的。這部分內容將明確區分“確定性”的牛頓力學與“概率性”的統計力學之間的根本差異。 2. 相空間與係綜理論的引入： 係統的微觀狀態如何被精確地定義？我們將引入相空間的概念，並詳細闡述微正則係綜（Microcanonical Ensemble）、正則係綜（Canonical Ensemble）和宏正則係綜（Grand Canonical Ensemble）的數學形式和物理內涵。重點分析不同係綜下，係統配分函數的構造及其在計算熱力學量中的核心作用。 3. 熵的統計定義與玻爾茲曼公式： 熵不再僅僅是一個過程函數，而是係統微觀可達性（Multiplicity）的直接度量。我們將詳細推導 $S = k_B ln Omega$ 的嚴格性，並探討其與熱力學第二定律的內在聯係。本章還將討論信息論中熵的概念，及其與物理熵的深刻統一。 第二部分：理想係統的統計描述 在掌握瞭係綜理論後，我們將應用這些工具來分析最基礎、最理想化的物理係統，以清晰地展示統計力學的預測能力。 4. 理想氣體（經典情況）： 深入分析經典理想氣體的配分函數，推導齣其狀態方程，並精確計算內能、比熱容。特彆地，我們將深入探討吉布斯佯謬及其在經典統計力學中的解決之道，這對於理解粒子全同性至關重要。 5. 諧振子與量子效應的萌芽： 引入一維和三維諧振子的模型，並計算其熱力學性質。在討論經典諧振子（如杜隆-伯蒂定律）的局限性時，我們將自然地過渡到量子化的能級結構，為下一部分做鋪墊。 6. 玻爾茲曼分布與能量分布： 詳細分析係統粒子在不同能級上的概率分布——玻爾茲曼因子。我們將用它來解釋氣體分子的速率分布（麥剋斯韋-玻爾茲曼分布），並討論速度空間與動量空間的聯係。 第三部分：量子統計的基石 當經典物理無法描述原子和分子尺度上的現象時，量子力學的引入成為必然。本部分聚焦於費米-狄拉剋統計和玻色-愛因斯坦統計。 7. 量子統計的引入： 闡述費米子和玻色子在能級占據上的根本區彆，以及由此産生的泡利不相容原理（對於費米子）和玻色-愛因斯坦凝聚現象（對於玻色子）。 8. 費米-狄拉剋統計： 分析費米子係統的配分函數，重點研究費米能級的概念及其在絕對零度下的意義。我們將詳細討論簡並費米氣體，例如在白矮星和中子星物理中扮演的關鍵角色，並計算其在有限溫度下的熱容。 9. 玻色-愛因斯坦統計： 探討玻色子係統的行為，特彆是玻色-愛因斯坦凝聚 (BEC) 現象的理論預測和物理條件。我們將推導臨界溫度，並分析凝聚態的宏觀量子特性。 10. 光子與聲子： 將量子統計應用於無質量粒子（光子，遵循玻色-愛因斯坦統計的特例）和準粒子（聲子，晶格振動的量子化）。這將嚴格推導普朗剋黑體輻射定律，並解釋德拜比熱模型的物理圖像。 第四部分：相互作用係統的統計力學 真實世界中的粒子並非孤立存在。本部分將探索分子間作用力引入後，係統行為的復雜性變化。 11. 理想與非理想氣體： 引入範德華方程的統計力學起源，討論如何通過修正配分函數來處理粒子間的吸引力和排斥力。 12. 晶格振動與熱容： 對固體進行更精細的建模。在經典愛因斯坦模型的基礎上，深入分析德拜模型的成功之處，並解釋晶體比熱容在低溫下如何趨近於零，及其 $T^3$ 依賴關係的微觀根源。 13. 相變與臨界現象的統計描述： 探討統計力學如何處理一級和二級相變。我們將引入平均場理論（如伊辛模型的基礎描述），用於定性理解自發磁化等現象，並討論相變點附近漲落的增強。 本書的結構旨在提供一個連貫、邏輯嚴謹的知識體係，使讀者不僅能“計算”熱力學量，更能從微觀粒子的基本規律中“理解”宏觀現象的必然性。它要求讀者具備紮實的微積分和基礎綫性代數知識，但對物理背景的預設要求相對溫和，旨在為物理、化學、材料科學乃至工程領域的研究人員和高年級學生提供一套強健的理論工具箱。

評分☆☆☆☆☆

這本書，對我而言，不僅僅是一本關於某個學科的著作，更是一次心靈的洗禮和思維的革新。在閱讀之前，我對所涉及的領域，雖然有所耳聞，但總覺得隔著一層厚厚的“玻璃”，看不真切，也難以觸摸。然而，這本書的作者，卻如同擁有神奇的“讀心術”，精準地捕捉到瞭我心中對知識的渴求，並以一種極其溫和而強大的力量，將那層“玻璃”悄然擊碎。他所采用的語言，沒有絲毫的生硬或空洞，反而是充滿瞭溫度和人情味，仿佛是一位老友在分享他的研究心得，語氣誠懇，邏輯清晰，卻又引人入勝。我尤其欣賞他對一些復雜概念的拆解和重組，他總能找到最恰當的比喻，最生動的描繪，將那些看似高深莫測的理論，轉化為平易近人、易於理解的道理。這種“化繁為簡”的能力，並非簡單的省略，而是對知識深刻洞察後，提煉齣的精華。書中的論證過程，也顯得格外嚴謹而不失靈活，他既尊重已有的科學體係，又敢於提齣自己的獨到見解，這種開放而又審慎的態度，讓我深深地敬佩。讀這本書的過程，與其說是學習，不如說是一場愉快的智力探險，讓我不僅收獲瞭知識，更體驗到瞭思考的樂趣和創新的魅力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣現，對我而言，更像是一次數學和物理世界的奇幻漂流。我本以為熱力學早已是固定不變的“古老”學科，充斥著繁瑣的推導和嚴謹的邏輯，但這本書卻用一種顛覆性的視角，將我帶入瞭一個充滿活力和創新思維的領域。作者並非簡單地堆砌理論，而是如同一個技藝精湛的廚師，將各種原本獨立的食材——概念、原理、公式——以一種全新的方式組閤，烹飪齣瞭一道道令人胃口大開的“知識大餐”。尤其令我印象深刻的是，他並沒有迴避那些看似“非主流”的視角，反而大膽地引入瞭一些新的思考方式，挑戰瞭傳統的熱力學定義。這種做法，無疑為我們這些初學者打開瞭一扇通往更廣闊思考空間的大門。他鼓勵我們不僅僅是接受已有的知識，更要學會質疑和探索，去發現那些隱藏在現象背後的更深層次的聯係。在書中，我看到瞭對經典問題的創新性解讀，也看到瞭對未來可能齣現的科學前沿的大膽設想。這種“古老”與“新潮”的奇妙融閤，讓我領略到科學的生命力在於不斷地進化和革新。它所營造齣的那種積極探索、敢於突破的學術氛圍，更是讓我這個曾經對科學充滿敬畏但又略顯膽怯的學習者，內心湧起一股強大的前進動力。這本書讓我明白，學習知識，尤其是科學知識，不僅僅是為瞭記住，更是為瞭理解、為瞭創造。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣現，就像是在我長期以來對某個學科的迷茫中，突然投射進來的一束清晰的光芒，讓我看到瞭前所未有的方嚮和可能性。我一直對某些自然科學領域抱有濃厚的興趣，但常常因為入門的門檻太高，或者講解方式過於學術化而望而卻步。這本書，恰好滿足瞭我對“易懂”、“有趣”的學習體驗的期待。作者的敘述方式，並非那種照本宣科的枯燥講解，而是充滿瞭一種自然的邏輯性和引導性。他仿佛是一位循循善誘的嚮導，帶領我在知識的海洋中遨遊，每一步都精心設計，讓你在不知不覺中掌握核心要義。讓我印象深刻的是，他並沒有刻意去迴避一些“不好講”的細節，而是用一種非常巧妙的方式，將它們融入到整體的講解框架中，讓它們不再顯得突兀和難以理解。這種處理方式，讓我感覺自己不僅僅是在被動接受信息，更是在主動地參與到知識的構建過程中。書中的案例分析也非常到位，它們不僅僅是作為例證，更是對理論的生動詮釋，讓我能夠立刻將抽象的原理與現實生活中的現象聯係起來，加深理解。這種“理論與實踐”的完美結閤，讓我對學習的信心倍增，也讓我開始重新審視自己對科學的認知。

評分☆☆☆☆☆

一本好書的誕生，如同點亮黑暗的燭火，總能喚醒讀者心中沉睡的求知欲。這本書的齣現，恰似一次溫暖的啓迪，讓我對曾經望而生畏的熱力學産生瞭全新的認識。從前，熱力學在我腦海中是一堆抽象的公式和難以理解的定律，充滿瞭各種“熵”啊，“焓”啊的專業術語，仿佛是高不可攀的學府殿堂。然而，這本書的扉頁，便如同拉開瞭厚重的帷幕，展現在我麵前的是一個豁然開朗的景象。作者巧妙地運用瞭大量生活化的例子，將那些看似遙遠的概念變得觸手可及。比如，在解釋能量守恒時，他沒有僅僅羅列那些枯燥的數學錶達式，而是從一杯熱咖啡的溫度如何隨著時間下降，到汽車發動機如何將燃油的化學能轉化為動能，一步步引導我理解能量的轉化和守恒原理。這種“潤物細無聲”的講解方式，讓我感覺自己不再是旁觀者，而是置身於知識的河流中，隨波逐流，自然而然地領悟其中的奧秘。這本書的語言風格也格外親切，沒有絲毫的賣弄和故作高深，仿佛是與一位經驗豐富的朋友在輕鬆地交流，他耐心解答我心中每一個可能産生的疑惑。我尤其欣賞作者在處理一些復雜理論時的耐心和細緻，他會層層剝離，從最基礎的齣發點開始，一點點構建起完整的知識體係，確保讀者不會在任何一個環節感到迷失。這種深入淺齣的講解，不僅僅是傳授知識，更是在培養一種學習的熱情和信心，讓我對未來的學習之路充滿瞭期待。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我仿佛卸下瞭心中一塊沉重的石頭，對熱力學這個曾經讓我備感壓力的學科，如今卻充滿瞭好奇和親切。我的大學時期，熱力學課程總是伴隨著大量的公式推導和抽象概念，每次考試前的復習都讓我焦頭爛額，總感覺自己隻是在機械地記憶，而從未真正理解其內在的邏輯和意義。這本書卻以一種近乎“解密”的方式，將那些曾經晦澀難懂的概念一一破解。作者的語言風格非常樸實，沒有華麗的辭藻，但每一個字都飽含深意。他善於將復雜的物理過程分解成一個個容易理解的小步驟，並巧妙地運用類比和圖示，讓抽象的概念變得具體化。我尤其欣賞他在解釋“熱力學第二定律”時所采用的方法，他沒有一開始就拋齣“熵增”這個令人望而卻步的詞匯，而是從我們日常生活中隨處可見的“事物總是趨於混亂”的現象入手，比如房間久不打掃就會變得淩亂，或者一杯墨水滴入清水後會逐漸擴散，逐步引導我們理解熵的概念。這種循序漸進、由錶及裏的講解方式，讓我感覺自己就像是在一位經驗豐富的老教師的指導下，一點點地撥開迷霧，最終豁然開朗。這本書帶來的不僅僅是知識的增長，更是一種學習方法的啓示，一種麵對睏難時的積極心態。

評分☆☆☆☆☆

熱力學本來就是以德國人為主創立的東東

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熱力學是一門描述熱和物體中各部份之間作用力的關係，以及描述熱和電器之間關係的學科。

評分☆☆☆☆☆

這個書寫的不錯深入淺齣 就是翻譯的好像不是那麼好 看著生硬

評分☆☆☆☆☆

工作需要，稍有新意。

評分☆☆☆☆☆

挺好的書，從另一角度看熱力學。

評分☆☆☆☆☆

挺好的書，從另一角度看熱力學。

評分☆☆☆☆☆

很不錯，另一種思路另一種境界，買第二本瞭，第一本落傢裏瞭

評分☆☆☆☆☆

對自己還是有幫助的，蠻好的書。

評分☆☆☆☆☆

學習用書，還挺有用的。