包邮 汪志诚 热力学统计物理 第五版 学习辅导书 高等教育出版社 与兰州大学热力学统计物理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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店铺： 兰兴达图书专营店

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040351712

商品编码：1062944052

包装：平装

出版时间：2013-03-01

基本信息

《热力学与统计物理导论：原理、方法与应用》 本书概述： 本书旨在为读者提供一个全面而深入的热力学与统计物理知识体系。我们将从宏观的热力学基本定律出发，逐步过渡到微观的统计物理学原理，最终展现两者如何紧密联系，共同构建起我们理解物质世界运行规律的基石。本书内容严谨，逻辑清晰，力求在概念的阐释上做到准确到位，在数学推导上做到详略得当，并在应用层面展现这些理论的强大解释力。无论是初学者希望建立扎实的基础，还是有一定基础希望深化理解的读者，都能从本书中获益。 第一部分：热力学的基本原理与应用 本部分将系统介绍热力学的基本概念、定律以及由此发展出的重要理论。我们不直接引入统计力学的微观视角，而是专注于宏观体系的性质及其变化规律。 第一章：热力学的基本概念与状态函数 系统、环境与边界： 详细定义何为热力学系统，区分其与环境的界限，并介绍孤立、封闭和开放系统的概念。 状态与状态函数： 引入压强（P）、体积（V）、温度（T）、内能（U）、焓（H）、熵（S）等基本状态函数，强调状态函数的路径无关性。 过程与循环： 定义热力学过程（等温、等压、等容、绝热等）以及可逆过程与不可逆过程。 理想气体状态方程： 详细推导并讨论理想气体状态方程，及其在简单体系中的应用。 功与热： 定义热力学功（膨胀功、非膨胀功）和热量，并阐述它们作为能量传递形式的性质，强调它们是过程量而非状态量。 第二章：热力学第一定律与能量守恒 能量守恒定律在热力学中的体现： 详细阐述热力学第一定律（能量守恒），即系统内能的变化等于外界传递给系统的热量与功之和。 内能（U）的性质： 探讨内能作为状态函数的特点，以及在不同过程中的变化。 焓（H）的引入及其意义： 定义焓，并解释其在恒压过程中的重要性，例如化学反应热的测量。 热容（Cp, Cv）及其测定： 介绍定容热容和定压热容，阐述其与内能和焓变化的关系，以及实验测定方法。 热力学第一定律的应用： 通过实例展示第一定律在解决实际问题中的应用，例如气体膨胀、相变等。 第三章：热力学第二定律与熵 第二类永动机与克劳修斯表述： 引入热力学第二定律的两种基本表述：克劳修斯表述（热量不能自发地从低温物体传向高温物体）和开尔文-普朗克表述（不可能从单一热源吸热，使之完全转化为功，而不产生其他影响）。 可逆循环与卡诺定理： 详细介绍可逆热机（卡诺热机）的工作原理，并证明卡诺定理，即在两个给定温度之间工作的热机的效率最高者为可逆热机。 熵（S）的概念与定义： 引入熵作为描述系统无序度或混乱程度的状态函数，并给出其数学定义（dS = dQ_rev / T）。 熵变计算与第二定律的统计意义（初步）： 计算不同过程中的熵变，并初步探讨熵增原理（孤立系统的熵永不减少）。 热力学第二定律的应用： 讨论第二定律在判断过程自发性、效率限制以及化学反应方向等方面的作用。 第四章：热力学第三定律与绝对零度 第三定律的提出与表述： 介绍热力学第三定律（当温度趋近于绝对零度时，任何完美晶体的熵趋近于零）。 绝对熵的计算： 讨论如何通过第三定律计算物质的绝对熵。 不可达性： 阐述绝对零度在宏观热力学上是不可达的。 第三定律的意义： 探讨第三定律在理解物质在低温下的行为以及相关计算中的重要性。 第五章：多组分系统与相平衡 化学势（μ）： 引入化学势的概念，阐述其在多组分系统中的重要性，并给出其数学定义。 吉布斯自由能（G）： 定义吉布斯自由能，并阐述其在恒温恒压条件下判断过程自发性的作用 (dG <= 0)。 相图与相律： 介绍相图的概念，解释相、组分、自由度的含义，并推导并应用相律 (F = C - P + 2)。 相变与相平衡： 讨论固-液、液-气等相变过程，以及多组分系统中的相平衡条件。 二元系统相图分析： 重点分析常见的二元系统相图，如固溶体、共晶、共沸等，并解读其对应的相行为。 第二部分：统计物理学的基石与方法 本部分将从微观粒子的运动规律出发，构建起理解宏观热力学性质的统计物理学框架。我们将引入概率、统计平均等概念，将微观世界的混沌转化为宏观世界的有序。 第六章：统计物理学的基本概念与模型 系综（Ensemble）的概念： 介绍微观状态、宏观状态，以及正则系综、巨正则系综、微正则系综等统计系综的概念。 微观状态与宏观状态的对应： 讨论微观状态的数量如何与宏观热力学性质关联。 玻尔兹曼分布： 详细推导并阐述玻尔兹曼分布，解释粒子在不同能量状态下的概率分布，以及其在描述宏观系统中的应用。 配分函数（Partition Function, Z）： 定义配分函数，并阐述其作为联系微观与宏观的关键桥梁。通过配分函数，可以计算系统的宏观热力学量。 麦克斯韦-玻尔兹曼统计： 介绍用于描述经典粒子（可区分粒子）的统计方法，并推导理想气体的压强、内能等。 第七章：全同粒子统计：费米-狄拉克统计与玻色-爱因斯坦统计 全同粒子的概念： 引入全同粒子的概念，并强调区分与不可区分粒子的统计性质差异。 泡利不相容原理与费米-狄拉克统计： 介绍泡利不相容原理，并推导费米-狄拉克分布，适用于描述费米子（如电子、质子）的统计行为。 费米能级与零温下费米子的行为： 探讨费米能级，以及零温下费米子的能量分布。 玻色-爱因斯坦统计： 推导玻色-爱因斯坦分布，适用于描述玻色子（如光子、氦原子）的统计行为。 玻色-爱因斯坦凝聚（初步）： 简单介绍玻色-爱因斯坦凝聚现象。 第八章：经典理想气体的统计物理学 单粒子配分函数： 推导自由粒子和束缚粒子的单粒子配分函数。 理想气体配分函数： 从单粒子配分函数出发，推导宏观理想气体的配分函数。 从配分函数导出热力学量： 利用配分函数，重新推导理想气体的内能、熵、定容热容等，并与热力学第一定律的结果进行比较，验证其一致性。 平均动能与压强： 详细计算理想气体的平均动能，并通过动量空间的统计推导，重新理解压强的微观起源。 麦克斯韦速率分布律： 推导并阐述粒子速率的统计分布律，分析不同温度下的速率分布特征。 第九章：固体的统计物理学 晶格振动的模型： 介绍晶格振动是固体的主要能量形式，并采用简谐振子模型描述。 德拜模型（Debye Model）： 详细介绍德拜模型，将固体的晶格振动看作是弹性波的叠加，并推导其在低温和高温下的热容表达式。 比热的温度依赖性： 解释德拜模型如何成功解释固体比热在低温下的立方律行为，以及高温下的经典结果。 固体的其他热学性质： 简要讨论固体的热膨胀、热导率等与晶格振动相关的性质。 第十章：磁性的统计物理学 磁场中的粒子： 讨论带电粒子在磁场中的运动，以及磁矩的概念。 顺磁性（Paramagnetism）： 采用统计物理方法，推导朗之万（Langevin）顺磁性理论，解释磁化率与温度的关系。 抗磁性（Diamagnetism）： 简要介绍抗磁性的微观机制。 铁磁性（Ferromagnetism）与反铁磁性（Antiferromagnetism）： 初步介绍铁磁性与反铁磁性等更复杂的磁现象，并提及自旋相互作用的重要性。 第三部分：热力学与统计物理的联系与应用 本部分将重点阐述热力学与统计物理之间的深刻联系，以及它们在现代科学技术中的广泛应用。 第十一章：热力学与统计物理的桥梁 熵的统计意义： 再次强调熵在微观层面的统计解释，即系统状态的数量。玻尔兹曼熵公式 $S = k_B ln Omega$。 自由能的统计解释： 阐述吉布斯自由能、亥姆霍兹自由能等在统计物理中的具体意义，以及它们与配分函数的联系。 热力学定律的统计基础： 说明热力学第一、第二、第三定律的统计物理学根源，即能量守恒、概率最大化（熵增）以及绝对零度下的量子基态。 涨落理论： 简要介绍宏观热力学量在统计上的涨落现象，及其重要性。 第十二章：化学反应的热力学与统计物理 化学平衡： 利用吉布斯自由能最小化原理，推导化学平衡条件。 平衡常数（K）的计算： 结合统计物理，讨论如何通过配分函数计算反应的平衡常数。 范特霍夫方程： 解释平衡常数随温度的变化关系。 活化能与反应速率（初步）： 简要介绍反应速率与活化能的概念，并提及这与微观动力学过程的关联。 第十三章：生命科学、材料科学与其他领域应用 生物分子与能量： 讨论ATP水解释放能量、蛋白质折叠等生物过程中的热力学原理。 相变在材料科学中的应用： 介绍合金的相变、高分子材料的玻璃化转变等。 相干现象： 简要提及激光、超导等体现量子统计特性的现象。 信息论与热力学： 探讨信息熵与热力学熵之间的联系。 本书特色： 逻辑递进： 从宏观热力学到微观统计物理，层层深入，循序渐进。 概念清晰： 力求对每一个概念进行详尽而准确的解释，避免模糊和误导。 例题丰富： 配备大量精心设计的例题，帮助读者理解理论，掌握计算方法。 应用广泛： 覆盖热力学与统计物理在物理、化学、工程、生物等多个领域的经典和现代应用。 数学工具： 适时引入必要的数学工具（微积分、概率论、线性代数等），并力求解释清晰。 本书的编写旨在为读者提供一座坚实的桥梁，连接起微观世界的粒子运动与宏观世界的丰富现象，帮助读者理解物质世界为何如此运行。

评分☆☆☆☆☆

老实说，起初我对购买一本“学习辅导书”是有些犹豫的，总觉得不如直接啃原版教材来得“硬核”。但当我真正翻开这本辅导书后，我的想法彻底改变了。它绝非是教材的“软肋”，而是教材的“软实力”的体现。它用一种更“接地气”的方式，把高深的热力学统计物理知识“翻译”成了我能够理解的语言。我特别喜欢书中对一些经典实验的讲解，比如黑体辐射、光电效应等，辅导书不仅描述了实验过程，更深入地剖析了实验结果背后的物理意义，以及它们是如何一步步推动热力学统计物理理论发展的。这种“历史的视角”让我对这个学科有了更深刻的认识，不再是枯燥的公式堆砌。而且，书中还为我们提供了一些“思维导图”式的总结，帮助我们梳理章节之间的逻辑关系，构建起完整的知识网络。我以前学到后面就忘了前面，现在有了这个“思维导图”，感觉整个知识体系都清晰多了。

评分☆☆☆☆☆

这套书简直是救星！我之前学热力学统计物理的时候，感觉云里雾里，概念像是隔着一层纱，怎么都抓不住重点。汪志诚老师的第五版教材虽然经典，但对我这种初学者来说，还是有点晦涩难懂。当我在网上看到这本学习辅导书时，简直是眼前一亮！封面设计简洁大气，一看就很有学习的氛围。翻开第一页，就觉得它和教材是“命中注定”的组合。辅导书的语言比教材更通俗易懂，很多复杂的公式和推导，它都用更直观的例子和图示来解释，让我一下子就明白了原理。尤其是那些“为什么”和“怎么用”的问题，辅导书都给出了非常清晰的解答。我特别喜欢它在每章后面都附带的详细例题分析，从最基础的概念引入，一步步解析解题思路，最后给出完整的解题过程，简直是手把手教学。而且，书中的习题也很有代表性，涵盖了教材中各个知识点的难点和易错点。做完这些习题，我感觉自己对热力学统计物理的掌握程度有了质的飞跃，不再是死记硬背，而是真正理解了背后的物理思想。

评分☆☆☆☆☆

作为一个已经学过一遍热力学统计物理，但总觉得掌握得不够扎实的“过来人”，我一直在寻找一本能够帮助我“查漏补缺”的资料。这本辅导书恰好满足了我的需求。它最吸引我的地方在于，它不仅仅是对知识点的讲解，更是一种“学习方法”的指导。书中很多地方都强调了“理解”比“记忆”更重要，并且提供了一些非常实用的学习技巧。比如，在讲解熵的时候，它不是简单地给出定义，而是从微观态和宏观态的角度，用生动的比喻来解释熵的物理意义，让我一下子就明白了它的本质。此外，书中的例题设计也非常巧妙，很多题目都是教材中没有的，但却能够很好地检验我们对知识点的掌握程度，并且能够引出一些更深层次的思考。我经常在做完一道题后，会对照辅导书的解析，发现自己之前的一些解题误区，或者一些更简洁的解题思路。可以说，这本辅导书让我重拾了对热力学统计物理的信心，并且让我找到了更有效的学习方法。

评分☆☆☆☆☆

收到这本书的时候，惊喜地发现它的排版和印刷质量都相当不错，纸张的触感也很舒服，拿在手里很有分量，一看就是用心之作。我最看重的是学习资料的逻辑性和条理性，这本辅导书在这方面做得非常出色。它不是简单地把教材内容搬过来，而是进行了二次加工和提炼，以更加清晰的脉络和逻辑顺序呈现给读者。每章节的开头都会有一个小引言，点明本章的学习目标和核心内容，读起来就不会迷失方向。章节中间穿插着各种图示、表格和框图，把抽象的概念形象化，大大降低了理解的难度。我尤其喜欢它在关键概念旁边用小字标注的“注意”或者“易错点”，这些都是老师们经验的总结，对于我这种容易粗心大意的学生来说，简直是“及时雨”。更让我惊喜的是，书中还附带了一些不同难度级别的习题，从基础巩固到拔高训练，循序渐进，让我能够根据自己的掌握情况选择合适的练习。做完这些习题，我感觉自己的解题能力和应试技巧都有了显著提升。

评分☆☆☆☆☆

作为一名兰州大学的热力学统计物理专业的学生，这本辅导书简直是学习路上的“神助攻”。我们学校的老师在课堂上讲授的内容虽然深入，但有时会因为时间关系，一些细节和推导过程需要我们自己去消化。这本辅导书恰好弥补了这一块的空白。它不仅仅是对教材内容的简单罗列，更像是对教材的一种“解构”和“重塑”。它会把教材中看似独立的部分有机地联系起来，让你看到一个完整的知识体系。我尤其欣赏它对一些“容易混淆”的概念进行的辨析，比如玻尔兹曼统计、费米-狄拉克统计和玻色-爱因斯坦统计的区别与联系，辅导书通过对比和举例，让我一下子就豁然开朗。而且，它还提供了一些“课外”的拓展知识，比如一些有趣的物理现象和社会应用，这让学习过程变得更加生动有趣，也让我看到了理论知识在现实世界中的价值。不得不提的是，书中的一些解题技巧和方法论，对于我这种习惯于“抠细节”的学生来说，简直是福音，它教会了我如何更高效、更准确地解决问题。