熱學、熱力學與統計物理（上冊 第二版）/“十二五”普通高等教育本科國傢級規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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曹烈兆，周子舫 著

圖書標籤:

• 熱學
• 熱力學
• 統計物理
• 物理學
• 高等教育
• 本科教材
• 規劃教材
• 十二五
• 理工科
• 大學教材

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030414700

版次：2

商品編碼：11615355

包裝：平裝

叢書名： “十二五”普通高等教育本科國傢級規劃教材

開本：16開

齣版時間：2014-12-01

用紙：膠版紙

頁數：236

字數：358000

正文語種：中文

內容簡介

　　　　《熱學、熱力學與統計物理（上冊 第二版）/“十二五”普通高等教育本科國寶規劃教材》分上、下冊，包括普通物理的“熱學”部分和四大力學的“熱力學與統計物理”的主要內容，在內容取捨上，避免重復，以滿足教學學時縮短的需要。　　《熱學、熱力學與統計物理（上冊 第二版）/“十二五”普通高等教育本科國寶規劃教材》為上冊部分，內容包括溫度、熱力學三定律及熱力學函數的應用，相變及非平衡熱力學，同時把氣體運動論作為統計物理的初步介紹．本書適閤物理學相關專業學生以及其他需要物理知識較多的非物理專業的學生使用。

目錄

第1章 熱力學平衡態溫度 1.1 熱現象的統計和熱力學研究方法 1.2 熱力學平衡態狀態變量 1.3 熱力學第零定律溫度 1.4 物態方程 1.5 溫標1.5.1 熱力學溫標和攝氏溫標1.5.2 國際溫標 1.6 實用溫度計1.6.1 氣體溫度計1.6.2 蒸氣壓溫度計1.6.3 電阻溫度計1.6.4 電容溫度計1.6.5 熱電偶溫度計1.6.6 光學高溫計第2章 熱力學第一定律內能 2.1 係統狀態隨時間的變化過程 2.2 熱力學第一定律內能 2.3 準靜態過程功 2.4 熱容量焓 2.5 熱量傳遞的三種方式 2.6 理想氣體的內能做功和吸熱 2.7 卡諾(Carnot)循環 2.8 熱機和製冷機2.8.1 斯特林(Stirling)循環2.8.2 埃裏剋鬆(Ericsson)循環和磁製冷機2.8.3 熱聲發動機和熱聲製冷機第3章 熱力學第二定律 熵 3.1 不可逆過程 3.2 熱力學第二定律 3.3 卡諾定理 3.4 熱力學溫標 3.5 態函數——熵 3.6 熵流和熵産生 3.7 特殊情況下的熵産生計算第4章 熱力學函數和應用 熱力學第三定律 4.1 引言 4.2 勒讓德(Legenalre)變換 4.3 麥剋斯韋關係 4.4 特性函數 4.5 熱力學第三定律 4.6 流體的節流製冷 4.7 流體的絕熱膨脹或壓縮4.7.1 氣體的絕熱膨脹製冷4.7.2 液體4He和液體3He減壓降溫4.7.3 液體3He絕熱固化4.7.4 3He-4He稀釋製冷機 4.8 順磁體的絕熱去磁4.8.1 順磁鹽絕熱去磁4.8.2 核去磁 4.9 負溫度的獲得 4.10 比熱容Cy和Cz 4.11 錶麵能 4.12 黑體輻射和輻射傳熱 4.13 滲透壓第5章 相變(Ⅰ) 5.1 物質的三態——氣體、液體和固體 5.2 固體的性質 5.3 液體的性質 5.4 液晶 液晶顯示5.4.1 液晶的結構和液晶相的分類5.4.2 液晶顯示 5.5 物質的氣、液、固相變 5.6 平衡判據 5.7 相平衡條件化學勢 5.8 剋拉珀龍(Clapeyron)方程第6章 相變(Ⅱ) 6.1 相圖和相變分類 6.2 相變現象 6.3 過冷過熱現象 6.4 朗道(Landau)二級相變理論 6.5 臨界現象——臨界指數和標度律第7章 多元係復相平衡和化學平衡 7.1 粒子數可變體係 7.2 多元係復相平衡條件 7.3 吉布斯相律 7.4 化學平衡第8章 非平衡熱力學(輸運現象) 非平衡態相變 8.1 輸運現象的經驗規律 8.2 基本假設 8.3 熵密度産生率dis/dt和昂薩格關係 8.4 電動效應 8.5 熱電效應 8.6 非平衡態相變第9章 氣體動理論(Ⅰ) 9.1 壓強 9.2 溫度 9.3 範德瓦耳斯方程 9.4 麥剋斯韋速度分布律 9.5 玻爾茲曼分布 9.6 能量均分定理 9.7 在玻色一愛因斯坦凝聚實驗中的應用 9.8 氣體熱容量第10章 氣體動理論(Ⅱ) 10.1 平均自由程 10.2 擴散 10.3 熱傳導 10.4 黏滯係數 10.5 輸運係數之間的關係習題與答案參考書目附錄Ⅰ 中英文人名對照附錄Ⅱ 基本物理常量附錄Ⅲ 積分公式名詞索引學時分配與習題安排的參考意見

精彩書摘

　　物體的冷熱程度用物理量“溫度”來錶示，物體的物理性質隨溫度的變化稱熱現象。研究熱現象有兩種方法，即熱力學和統計物理的方法。熱力學是宏觀理論，它以實驗上總結齣的三個實驗定律（熱力學第一定律、熱力學第二定律和熱力學第三定律）為基礎，研究物體的熱現象，可得到物體宏觀物理量之間的關係，並可討論物理過程進行的方嚮。從熱力學得到的結果是可靠的和普遍的，對一切物體都適用，它的缺點是不考慮物體的具體結構，因而不能給齣某物質的具體性質，同時對漲落現象也不能給齣解釋。統計物理是微觀理論，它從物質的微觀結構齣發，即物體由分子、原子或離子組成，並從這些粒子的運動和它們之間的相互作用，用統計的方法得到物體的宏觀性質（熱性質），但對具體物體的微觀結構在計算中要作簡化假定，得到的結果是近似的，必須與實驗作比較。所以兩種方法各有其優缺點，兩者是相輔相成的。　　任何物體都由大量的分子、原子組成，如稀薄的氣體在標準情況下每立方厘米有2。7×10個分子，在液體和固體中，每立方厘米有10個粒子。每個粒子（原子、分子或離子）都處於連續不斷的無規則的運動中，此運動稱為分子的熱運動。熱運動與溫度有關，溫度越高分子的熱運動越劇烈，平動動能越大。布朗運動（微小的懸浮粒子在液體中的隨機運動）和擴散現象都是此觀點的實驗基礎。如果我們假設物體中的每個粒子都遵守牛頓第二定律，解齣每個粒子的運動方程，然後來求齣物體的宏觀性質，如比熱容或熱導率，實際上這是不可能的。那麼多方程靠現在的計算機無法完成，以後計算機發展瞭是否可能？但這還不是原則上的睏難，根本的睏難在於力學規律是可逆的，而熱學規律是不可逆的，如何從可逆的規律導齣不可逆的規律？由大量微觀粒子組成的係統的宏觀性質，隻能基於力學規律，藉助於統計方法來研究。把概率論用於被研究的係統的各種結構模型，基於等概率原理，能用統計方法求齣宏觀物理量的平均值，如氣體的分子熱運動速度的平均值或能量的平均值、固體的比熱容等，並能對熱力學三個定律給齣統計解釋，對漲落現象也給齣閤理的解釋。氣體動理論（kinet，ictheoryofgas）又稱氣體運動論、分子運動論等，它是統計物理學的一個方麵，它根據氣體分子處於連續不斷的無規熱運動狀態，分子之間的距離要比分子的直徑大得多，分子之間的碰撞和分子與器壁的碰撞為彈性碰撞，導齣瞭理想氣體的壓強錶達式，把這個錶達式與理想氣體的狀態方程比較導齣瞭氣體的溫度與分子的平均平動動能之間的關係，得到瞭溫度的微觀解釋，以及溫度平衡時分子速度的分布函數等。用它還可導齣氣體中的非平衡態的性質（輸運性質），即擴散現象、熱傳導和黏滯現象的性質。此理論對以上的物理現象給齣瞭直觀的理解。　　在熱學中作為研究對象的宏觀物體是由大量原子、分子、電子等微觀粒子所組成的。宏觀物體很復雜，而且還與周圍的其他物體發生作用。我們把所研究的物體稱為係統或體係（system），而把與係統發生作用的周圍的其他物體稱為環境或外界（surroundings）。　　如果所研究的係統與外界既不交換能量又不交換物質，我們稱此係統為孤立係；如果係統與外界交換能量而不交換物質，稱此係統為封閉係；如果係統與外界既交換能量又交換物質，稱此係統為開放係。　　如果所研究的係統的各部分完全一樣，稱它為均勻係或單相係，如氣體。如果所研究的係統的各部分不同且有界麵時，稱它為非均勻係或復相係，如液體和蒸氣共存的體係。　　係統的性質是多方麵的，包括力學性質、電磁學性質、化學性質等，我們在研究一種性質時，往往認為其他性質固定不變而不予考慮，如研究係統的力學性質時，就不管電磁學性質和化學性質等，這樣就形成瞭物理學的不同分支。不同分支將引進不同的狀態參量（或變量）來描述，它們均是對實際係統的抽象。　　狀態參量是指確定係統狀態的量。在力學體係中，引進坐標、速度、加速度等描述物體的運動，用力和壓強描述受力狀態；在電磁學體係中，用電場強度、電極化強度和磁感應強度、磁化強度等描述物體的電磁性質；在化學體係中，用化學組成的含量摩爾數作為變量。在這些變量中，還有一個共同的變量是幾何變量。但是在考慮這些體係時，都忽略瞭物體的冷熱程度，即溫度對體係的影響。在熱力學中必須引進溫度這個變量。另外我們以前考慮的能量守恒是狹義的，在熱力學中必須把傳熱這種能量轉換形式考慮進去，這樣我們所研究的體係就是實際體係瞭。一般說來，熱力學所研究的對象是實際存在的任何體係，是極其廣泛的。　　……

前言/序言

《熱力學與統計物理導論》 內容梗概： 本書旨在為讀者提供一個清晰、嚴謹且具有啓發性的熱力學與統計物理學入門。我們將從宏觀的熱力學現象入手，深入剖析其基本定律和核心概念，然後逐步過渡到微觀的統計物理學視角，揭示物質在原子分子尺度上的行為如何統一於宏觀熱力學規律。全書邏輯嚴密，講解循序漸進，輔以豐富的例題和習題，幫助讀者建立紮實的理論基礎，並能運用所學知識解決實際物理問題。 第一部分：熱力學基礎 本部分將係統介紹熱力學的基本原理和概念。 緒論： 探討熱學的研究對象和方法，引入溫度、熱量、功等基本物理量，並強調熱力學作為一門獨立於具體物質組成的學科的普適性。 溫度與熱平衡： 深入理解溫度的物理意義，介紹溫度計的原理和刻度，以及熱平衡的概念和判斷依據。我們將探討零度熱力學溫標的建立過程，並介紹不同溫標之間的轉換。 熱量與功： 定義熱量和功作為能量傳遞的兩種形式，並詳細闡述它們在熱力學過程中的作用。我們將學習比熱容、潛熱等概念，理解相變的能量變化，並初步接觸功的計算方法。 理想氣體的狀態方程： 介紹理想氣體的概念及其宏觀狀態（壓強、體積、溫度）之間的定量關係，即理想氣體狀態方程。我們將分析等溫過程、等壓過程、等容過程以及絕熱過程的特點，並計算在這些過程中係統對外做功或外界對係統做功的情況。 熱力學第一定律： 這是熱力學中的核心定律，我們將詳細闡述能量守恒定律在熱力學係統中的體現。學習內能的概念，理解熱量、功和內能變化之間的定量關係。通過分析各種熱力學過程，掌握第一定律的應用。 熱力學第二定律： 介紹熵的概念，這是描述係統混亂程度或無序度的物理量。我們將闡述第二定律的兩種錶述方式：剋勞修斯錶述和開爾文-普朗剋錶述，並理解它們在判斷過程方嚮性上的重要性。探討卡諾循環的效率，以及不可逆過程和熵增原理。 熱力學第三定律： 介紹熱力學第三定律，即絕對零度不可達到。理解其對熵的絕對值定義的意義。 熱力學過程的分析： 綜閤運用前述熱力學定律，對各種實際的熱力學過程進行深入分析，包括相變、化學反應中的能量變化等。 第二部分：統計物理學導論 本部分將從微觀層麵，通過統計方法解釋宏觀熱力學現象。 分子動理論： 迴顧物質由大量分子組成的思想，介紹分子運動的特點，以及分子動理論在解釋壓強、溫度等宏觀性質方麵的初步成功。 統計係綜： 引入微觀狀態和宏觀狀態的概念，介紹孤立係統（微正則係綜）、恒溫係統（正則係綜）和恒溫恒壓係統（巨正則係綜）的統計模型。 玻爾茲曼分布： 學習玻爾茲曼分布，理解粒子在不同能量狀態下的概率分布。這將是連接微觀粒子行為和宏觀統計規律的關鍵。 麥剋斯韋-玻爾茲曼統計： 應用玻爾茲曼分布，推導理想氣體分子的速度分布律，並計算平均動能、方均根速率等重要物理量。 能量均分定理： 闡述能量均分定理，理解係統總內能與自由度之間的關係，並將其與比熱容等宏觀性質聯係起來。 簡諧振子的統計： 以簡諧振子為例，詳細分析其在統計物理學中的處理方法，並說明其在晶格振動等方麵的應用。 費米-狄拉剋統計與玻色-愛因斯坦統計： 介紹兩種適用於全同粒子的統計方法——費米-狄拉剋統計（適用於費米子）和玻色-愛因斯坦統計（適用於玻色子）。闡述其與麥剋斯韋-玻爾茲曼統計的區彆，並簡述其在固體物理、核物理等領域的應用。 統計物理與熱力學定律的統一： 再次強調統計物理學的核心貢獻在於從微觀基礎上解釋和推導瞭宏觀熱力學定律，例如熵的統計意義。 學習目標： 通過學習本書，讀者將能夠： 掌握熱力學的基本定律、核心概念以及相關公式。 理解溫度、熱量、功、內能、熵等基本物理量的物理意義。 熟練運用熱力學第一、第二、第三定律分析和解決熱力學問題。 初步瞭解物質的微觀結構和粒子運動。 掌握統計物理學的基本思想和方法，理解微觀粒子行為如何宏觀統計規律。 能夠運用統計物理學的概念解釋宏觀熱力學現象。 培養嚴謹的物理思維和解決問題的能力。 本書適閤作為大學物理專業、化學專業、材料科學與工程專業以及相關理工科專業本科生的教材或參考書。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的整體感覺是，它不僅僅是一本教科書，更像是一位循循善誘的老師。作者在講解過程中，似乎總能預見到學生可能遇到的睏惑，並提前給予解答。例如，在講解熱力學第三定律時，作者並沒有簡單地陳述“絕對零度不可達到”，而是從熵的定義齣發，闡述瞭為什麼絕對零度對應的熵為零，並解釋瞭接近絕對零度時，物質的比熱容會趨於零的現象，這些深入的論述，讓我對這一定律的理解更加透徹。此外，書中在介紹一些重要的物理模型時，比如理想氣體模型、範德華氣體模型等，都給齣瞭詳細的推導過程，並分析瞭它們各自的適用範圍和局限性，這對於我建立模型思維，認識到物理模型的近似性和有效性，具有非常重要的意義。

評分☆☆☆☆☆

作為一本物理專業的教材，《熱學、熱力學與統計物理（上冊 第二版）》在概念的引入和推導的嚴謹性上做得非常齣色。作者在處理一些經典的熱力學悖論，例如熱力學第二定律是否與微觀可逆過程相矛盾等問題時，也給齣瞭令人信服的解釋。書中對理想氣體狀態方程的推導，以及從它齣發引申齣的焦耳定律、查理定律等，都顯得邏輯清晰，步步為營。我印象深刻的是，作者在講解熱力學第一定律時，不僅給齣瞭數學形式，還詳細闡述瞭功和熱的內涵，以及它們在能量轉化中的角色。對於初學者來說，理解“功”和“熱”的物理意義以及它們與係統內能的關係，是掌握熱力學的基礎。書中通過豐富的例子，比如對活塞做功、氣體膨脹吸熱等，將抽象的能量概念具體化，讓我得以更直觀地把握。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容給我最大的啓發在於，它展示瞭物理學研究的嚴謹性和係統性。從宏觀的熱現象齣發，通過一步步的邏輯推理和數學推導，最終揭示瞭其背後深刻的微觀規律。我尤其欣賞書中對熵增原理的深入探討，作者通過多個實際例子，比如熱量自發地從高溫物體傳遞到低溫物體，或者混閤氣體的混閤過程，來闡述熵增在自然界中的普遍性。同時，書中也討論瞭熵增原理的局限性，例如在非平衡態下，係統可能齣現局部的熵減，但整體的熵仍然是增大的。這種辯證的思維方式，讓我對物理定律有瞭更全麵、更深刻的認識。

評分☆☆☆☆☆

我一直對微觀世界充滿好奇，所以當讀到這本書中關於統計物理的部分時，我感到格外興奮。作者在銜接宏觀熱力學和微觀統計物理時，處理得非常得當。他循序漸進地介紹瞭玻爾茲曼統計、費米-狄拉剋統計和玻色-愛因斯坦統計，並對它們的適用範圍進行瞭清晰的界定。書中通過對氣體分子運動的統計描述，以及對黑體輻射的量子解釋，讓我看到瞭宏觀熱力學規律背後深刻的微觀根源。我尤其喜歡作者在講解玻爾茲曼分布時，引入的“配分函數”的概念，這是一個非常強大的工具，它能夠將係統的宏觀性質與微觀粒子的性質聯係起來。通過對配分函數的計算，我們可以直接求解齣係統的內能、熵、自由能等各種宏觀熱力學量，這讓我對統計物理的魅力有瞭更深的體會。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版設計也給我留下瞭深刻的印象。清晰的字體、閤理的行距、精美的插圖，都使得閱讀體驗變得格外愉悅。我尤其喜歡書中對一些復雜公式的標注方式，作者會在公式旁邊用簡潔的語言解釋其物理意義，或者給齣其推導的關鍵步驟，這大大減少瞭我在啃讀數學推導時的枯燥感。舉個例子，在講解吉布斯自由能時，書中用圖示的方式清晰地展示瞭不同條件下相平衡的條件，這種直觀的可視化處理，比純粹的公式推導更容易讓我理解和記憶。同時，書中還包含瞭一些思考題和習題，這些題目設計得非常巧妙，既有鞏固基礎知識的選擇題和填空題，也有需要深入思考和應用的計算題，能夠有效地檢驗我的學習成果。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵上“十二五”普通高等教育本科國傢級規劃教材的標識，讓我對它的權威性充滿期待。我一直認為，一本好的教材不僅能傳授知識，更能引導學生建立科學的思維方式。翻開這本書，我首先被其嚴謹的邏輯結構所吸引。從最基礎的熱學概念齣發，層層遞進，逐步引入熱力學的基本定律，最後過渡到統計物理的宏觀與微觀聯係，整個知識體係構建得非常紮實。作者在講解每一個概念時，都力求清晰透徹，不僅給齣嚴謹的數學推導，還輔以大量的物理圖像和直觀的例子，這對於我這樣在理解抽象概念時需要具象化輔助的學生來說，簡直是福音。例如，在講解熵的概念時，作者並沒有僅僅停留在數學公式的層麵，而是通過對不同微觀狀態的生動描繪，讓我深刻理解瞭熵增的本質是係統嚮更可能狀態的演變，這種“潤物細無聲”的講解方式，無疑大大降低瞭理解的難度，也加深瞭我對這一核心概念的認識。

評分☆☆☆☆☆

在閱讀這本書的過程中，我感受到作者在教學設計上的用心良苦。書中不僅包含瞭理論知識的講解，還巧妙地穿插瞭一些曆史故事和科學前沿的介紹，這使得學習過程不至於枯燥乏味。我記得書中提到瞭一些關於黑體輻射的早期實驗，以及普朗剋是如何在這些實驗數據的基礎上，大膽提齣量子假說的。這些故事讓我看到瞭科學研究的艱辛與偉大，也讓我意識到，很多偉大的理論都源於對實驗現象的深入思考和大膽猜想。此外，書中對一些重要概念的定義，例如“平衡態”、“準靜態過程”等，都給齣瞭非常清晰和準確的解釋，這為我後續的學習打下瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書對於我理解微觀世界的運作機製提供瞭重要的視角。統計物理部分的內容，讓我得以從粒子的角度去理解宏觀熱力學現象。作者在講解玻爾茲曼分布時，通過形象的比喻，比如粒子在勢能場中的分布，讓我更容易理解為什麼在能量較高的區域，粒子的數目會相對較少。而且，書中在介紹費米-狄拉剋統計和玻色-愛因斯坦統計時，也對它們與玻爾茲曼統計的區彆進行瞭詳細的說明，尤其是強調瞭全同粒子和泡利不相容原理的影響。這讓我明白瞭在處理不同類型的粒子時，需要采用不同的統計方法。對於我而言，這不僅僅是知識的獲取，更是思維方式的重塑。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本《熱學、熱力學與統計物理（上冊 第二版）》，我的第一感受是它內容上的深度和廣度都相當可觀。盡管是“上冊”，但其涵蓋的知識點已經非常豐富，足以構建起一個紮實的熱力學和統計物理的知識框架。我尤其欣賞作者在引入一些關鍵概念時的細緻入微。比如，在講解卡諾循環時，書中不僅詳細推導瞭其效率公式，還深入分析瞭理想循環與實際循環的差異，以及熱機效率的理論極限。這種對細節的關注，讓我能夠更深刻地理解熱力學第二定律的普適性和局限性。此外，書中還穿插瞭一些曆史發展的脈絡，簡單介紹瞭熱力學發展過程中一些重要科學傢及其貢獻，這在一定程度上激發瞭我對學科曆史的興趣，也讓我意識到這些偉大的理論是無數先輩智慧的結晶。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格非常專業且嚴謹，但又不失可讀性。作者在描述物理概念時，用詞精準，避免瞭模糊和歧義。我特彆欣賞作者在引入新概念時，總是先給齣其物理背景和意義，然後再進行數學推導，這種“先知其然，後知其所以然”的方式，能夠有效地激發我的學習興趣，並幫助我建立起對知識的整體認知。例如，在講解熱力學勢能，如焓、亥姆霍茲自由能、吉布斯自由能等時，作者並沒有直接給齣定義和公式，而是先闡述瞭它們在解決不同問題時所扮演的角色，以及它們如何簡化熱力學分析。這種“鋪墊”的方式，讓我更容易理解這些抽象概念的實際用途。

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好東西，不囉嗦買買買，刷刷刷！

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覺得很新奇，所以購來看看

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非常不錯的一本熱學教材

評分☆☆☆☆☆

很好的書籍對自己以後的發展很有好處，受益良多！

評分☆☆☆☆☆

覺得很新奇，所以購來看看

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內容全麵指定用書專業課

評分☆☆☆☆☆

很好的書，對學習有幫助，唯一的小問題就是顔色不太一緻。

評分☆☆☆☆☆

正版！！信賴京東！！內容也不錯！！！！！！

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很好的書籍，不過還是汪誌誠版的更好