新概念物理教程 热学(第二版)

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赵凯华,罗蔚茵 著,赵凯华,罗蔚茵 译
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出版社: 高等教育出版社
ISBN:9787040176803
版次:2
商品编码:11805973
包装:平装
开本:16开
出版时间:2005-11-01
用纸:胶版纸
页数:316
字数:360000
正文语种:中文

具体描述

内容简介

本书是教育部“高等教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”的研究成果,是“面向21世纪课程教材”、“九五”***重点教材和教育部高等学校理科物理学和天文学教学指导委员会“九五”规划教材。本书在结构上有较大的变化,在内容上也有较大的更新。本书在用现代观点审视教学内容、向当代前言开设窗口和接口、培养物理直觉能力等方面作了一些改革。本书分热学热学基本概念和物质聚集态、热平衡态的统计分布、热力学**定律、热力学第二定律、非平衡过程等5章及2个数学附录。 本书可作为高等学校物理类专业的教材或参考书,特别适合物理学基础人材培养基地选用。对于其他理工科专业,本书也是教师的备课参考书和优秀学生的辅助读物。

内页插图

目录

第一章 热学基本概念和物质聚集态
§1.温度
1.1 温度计和温标
1.2 热力学第零定律
1.3 理想气体状态方程和理想气体温标
1.4 温度大观
§2.热量及其本质
2.1 量热学热质说与热动说
2.2 原子论
2.3 分子力与分子运动
§3.物质聚集态随状态参量的转化与共存
3.1 闭合系的p-V-T曲面
3.2 等温线多相共存
3.3 p-T三相图
§4.气体
4.1 气体的微观模型和温度的微观意义
4.2 理想气体压强公式
4.3 理想气体定律的推导
4.4 实际气体
§5.固体
5.1 晶体结构
5.2 非晶态与准晶态
5.3 固体中分子的热运动
§6.化学键
6.1 离子键
6.2 共价键
6.3 金属键
6.4 范德瓦耳斯键
6.5 氢键
§7.液体
7.1 液体——稠密的实际气体
7.2 液体——濒临瓦解的晶格
7.3 表面张力的由来
本章提要
思考题
习题

第二章 热平衡态的统计分布律
§1.麦克斯韦速度分布律
1.1 统计规律与分布函数的概念
1.2 速度空间与速度分布函数
1.3 麦克斯韦分布律的导出
1.4 方均根速率
1.5 平均速率
1.6 泻流速率
§2.玻耳兹曼密度分布
2.1 等温气压公式
2.2 玻耳兹曼密度分布律
2.3 麦克斯韦啵耳兹曼能量分布律
§3.能均分定理与热容量
3.1 自由度
3.2 能量按自由度均分定理
3.3 理想气体的热容量
3.4 固体的热容量
§4.量子气体中粒子按能级的分布
4.1 能级与量子态
4.2 麦克斯韦_玻耳兹曼分布
4.3 H定理
4.4 能级的离散性对热容量的影响
4.5 玻色-爱因斯坦分布和费米一狄拉克分布
§5.费米气体
5.1 T=OK的简并费米气体
5.2 T>OK的简并费米气体
5.3 粒子之间的量子关联与量子简并
5.4 金属中的自由电子气
5.5 白矮星
5.6 中子星
§6.玻色气体
6.1 简并玻色气体的化学势玻色-爱因斯坦凝聚
6.2 激发态上的粒子数与能量
6.3 从液氦的A相变到理想气体BE凝聚的实现
……
第三章 热力学第一定律
第四章 热力学第二定律
第五章 非平衡过程
数学附录
习题答案
索引
《热学:从微观粒子到宏观规律》 本书旨在带领读者深入探索热学的奇妙世界,从微观粒子与宏观现象之间的深刻联系出发,系统阐述热力学和统计物理学的基本原理与应用。我们不局限于书本上的公式推导,而是致力于揭示这些物理规律的本质,理解它们在自然界和人类生活中的广泛体现。 核心内容概览: 第一部分:热学的微观基础——统计物理学 分子动理论的基石: 我们将从气体动理论出发,构建分子热运动的模型。探讨分子的无规则运动如何产生宏观的压强、温度等概念。详细解析理想气体的状态方程,并深入讨论其推导过程背后的统计假设。 能量的分布与统计: 学习玻尔兹曼分布,理解不同能量状态下粒子的概率分布规律。这将帮助我们理解为什么在宏观平均意义下,能量呈现出特定的分布。我们将引入麦克斯韦-玻尔兹曼速度分布,分析其对气体宏观性质的影响。 熵:理解无序与信息: 探索熵的概念,从微观的微观状态数到宏观的热力学熵。理解熵增原理在描述自发过程方向性中的核心作用,以及其与信息论的深刻联系。通过大量实例,展示熵在系统演化中的普遍性。 其他统计系综: 接触微正则系综、正则系综和巨正则系综,理解它们在描述不同实验条件下的系综平均值的方法,以及它们之间的相互关系。 第二部分:宏观世界的能量转换——热力学 热力学的公理与基本概念: 系统地介绍热力学的几个基本定律,从热力学第一定律(能量守恒)到热力学第二定律(熵增)和热力学第三定律(绝对零度的不可达性)。深入理解功、热量、内能、焓、熵、自由能等关键热力学函数的定义与意义。 过程分析与能量转换: 详细分析各种热力学过程,如等温过程、绝热过程、等压过程、等容过程等。运用热力学定律分析能量在这些过程中的传递与转化,理解热机的效率极限,以及制冷机的性能指标。 相变与临界现象: 探讨物质从一种物态转变为另一种物态的过程,如熔化、汽化、凝固等。理解相图的构建原理,分析相变过程中的热力学特征,并初步接触临界现象。 化学热力学基础: 将热力学原理应用于化学反应,理解化学反应的自发性判断,吉布斯自由能与化学平衡的关系。探讨化学势的概念,为理解多组分系统奠定基础。 第三部分:热学在现实世界中的应用 能源与动力: 深入分析各种热机(如蒸汽机、内燃机)的工作原理,以及它们在现代社会能源利用中的作用。探讨热电联产、热泵等节能技术。 材料科学与工程: 理解热学原理在材料加工、热处理、材料性能表征中的应用。例如,如何通过控制温度来改变材料的晶体结构和物理性质。 生命科学与环境: 探讨生物体内的能量代谢与热量散失,以及环境温度对生命活动的影响。分析气候变化中的热力学因素。 宇宙学与天体物理: 初步了解热力学在宇宙演化、恒星形成与死亡等宏观过程中的作用,以及宇宙学中的熵增问题。 本书的特色: 清晰的逻辑脉络: 本书将统计物理学和热力学紧密结合,从微观机制解释宏观现象,层层递进,构建完整的知识体系。 丰富的实例分析: 每一个理论概念都配以生动形象的实例,涵盖从日常生活到前沿科学的方方面面,帮助读者建立直观的理解。 强调物理图像: 我们不仅关注数学公式,更注重培养读者对物理过程的直观感受和深刻理解。 适度的数学要求: 本书在必要的数学推导上做到严谨,但不会过度追求形式上的复杂,力求在理解核心概念的前提下,让不同背景的读者都能有所收获。 启发式教学: 通过设置思考题和讨论,鼓励读者积极探索,主动思考,将所学知识融会贯通。 通过阅读本书,您将能够: 建立对热学基本原理的深刻认识。 理解微观世界如何决定宏观的热力学性质。 能够运用热力学和统计物理学的知识分析实际问题。 为进一步学习更复杂的物理学领域打下坚实基础。 无论您是物理学专业的学生,还是对热学现象充满好奇的爱好者,本书都将是您探索热力学世界的理想伴侣。让我们一同揭开物质世界的能量奥秘,理解驱动万物运行的根本规律。

用户评价

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我一直认为,一本好的物理教材,不仅仅在于其内容的深度和广度,更在于它能否激发读者的求知欲,能否让读者在学习过程中体会到“发现”的乐趣。《新概念物理教程 热学(第二版)》在这方面做得非常出色。它在讲解每一个知识点时,都会留有“余味”,不仅仅给出结论,还会引导读者去思考“为什么会这样”。例如,在讲解热力学第一定律时,作者并没有止步于公式的推导,而是深入探讨了能量守恒在宇宙中的普遍性,以及人类在认识和利用能量过程中所经历的曲折。这种“探究式”的学习方式,让我感觉自己不是在被动地接受知识,而是在主动地参与到物理学的探索中来。书中对“热机效率”的分析,也让我印象深刻。它不仅给出了理论上的卡诺效率,还结合了实际的热机模型,分析了各种损耗因素,并探讨了提高效率的可能途径。这种“理论与实践并重”的讲解方式,让我能够更全面地理解热学在工程技术中的应用。我深信,阅读这本书,不仅能够提升我对热学知识的掌握程度,更重要的是,能够培养我严谨的科学思维和探索精神,为我未来的学习和发展打下坚实的基础。

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在我看来,《新概念物理教程 热学(第二版)》不仅仅是一本教材,更像是一本“物理启蒙读物”。它最大的成功之处在于,能够将那些曾经让我望而却步的热学概念,变得生动有趣,易于理解。我一直对“热寂”这个概念感到一种莫名的恐惧和好奇,但以前读过的资料都将它描绘得过于悲观和抽象。而这本书,则用一种更加积极的态度,从能量的分布和利用效率的角度,阐释了热寂的必然性,并探讨了人类在认识和利用能量方面的不断进步。这种“积极的悲观”解读,让我能够以一种更理性的态度去面对这个概念。书中关于“能量转换效率”的讲解也让我受益匪浅,它不仅仅停留在理论公式,而是结合了大量的实际例子,比如火力发电厂、太阳能电池板等等,让我清晰地认识到,在能量的利用过程中,总是伴随着损耗,而如何提高效率,则是物理学一直在努力的方向。这种理论与实际相结合的讲解方式,极大地增强了我学习的动力,让我觉得所学的知识是有用的,是有意义的。

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坦白说,我之前对物理学,尤其是热学,一直抱着一种“敬而远之”的态度。总觉得那些公式和定理,离我的生活太遥远了。《新概念物理教程 热学(第二版)》的出现,彻底改变了我的看法。这本书最让我称赞的是它的“生活化”教学方式。它没有一上来就抛出复杂的数学模型,而是从我们身边最熟悉的现象入手,比如为什么夏天吃冰棍会觉得凉爽,为什么冬天穿羽绒服会感到温暖。通过对这些现象的深入剖析,巧妙地引入了热学中最基本、最核心的概念,比如热量传递的方式(传导、对流、辐射),以及物体比热容的概念。这种“由表及里”的讲解方式,让我能够很自然地接受和理解这些概念,并且在不知不觉中,就对热学产生了浓厚的兴趣。书中对“热辐射”的讲解尤其精彩,它用大量生动的实例,比如烤箱的加热原理,温室效应等等,让我深刻理解了热辐射在日常生活中的重要性。我感觉,这本书就像一本“物理百科全书”,只不过它聚焦于热学领域,并且用一种最亲切、最友好的方式,为我打开了认识这个世界的大门。

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我是一名业余的物理爱好者,平日里喜欢钻研一些物理方面的书籍,但说实话,热学一直是我比较头疼的一个领域。之前的很多读物,要么过于学术化,要么就过于浅显,很难找到一本能够既深入浅出又能满足我对知识深度的需求。《新概念物理教程 热学(第二版)》的出现,简直就像是在我钻研的道路上点亮了一盏明灯。这本书最大的特点在于其严谨的逻辑性和清晰的结构。它并没有因为要“新概念”而牺牲掉科学的严谨性,反而是在保证基本概念准确性的前提下,用一种更加易于理解的方式呈现出来。我特别欣赏书中对“可逆过程”和“不可逆过程”的区分,它通过详细的数学推导和物理过程的分析,让我深刻理解了它们之间的本质区别,以及为什么在实际世界中,可逆过程几乎不存在。而且,书中对于熵的解释,不再是简单的“混乱度”,而是从微观粒子的运动状态以及宏观热力学状态相结合的角度进行阐述,这种多维度的解读让我对熵有了更深刻的认识。当然,这本书也不是一味地理论说教,它还穿插了一些实际的应用案例,比如内燃机的效率分析,制冷剂的工作原理等等,这些都让我在学习理论知识的同时,能够感受到物理学的巨大魅力和实际应用价值。

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这本书给我最大的惊喜在于它的“新概念”这三个字,它并非只是简单地重复市面上已有的内容,而是真的在尝试用一种全新的视角来解读热学。我是一名即将步入大学的理科生,在接触过一些物理入门课程后,对热学始终存在一些“一知半解”的困惑。比如,关于“功”和“热”的等价性,我总是觉得它们之间存在一种微妙的差异,但又说不清道不明。而《新概念物理教程 热学(第二版)》在这方面做得非常出色,它通过详实的图解和生动的比喻,清晰地阐释了功和热在能量转化中的不同角色,以及它们如何共同遵守热力学第一定律。书中对于“准静态过程”的解释也让我茅塞顿开,以往我对这个概念总是觉得有些“理想化”和“不实际”,但作者通过对其在实际过程中的近似和限制的阐述,让我理解了它在理论分析中的重要作用。此外,书中还涉及了一些前沿的热学研究方向的简介,虽然不深入,但足以激发读者对未来物理学发展的兴趣,让我看到了热学在不断发展和演变。总而言之,这本书不仅仅是在传授知识,更是在培养读者的物理思维,引导我们去发现物理现象背后的深刻原理,这对于任何一个想要深入学习物理的学生来说,都具有极高的价值。

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这套《新概念物理教程 热学(第二版)》的出现,简直就是为我这样一直对热学概念感到模糊的读者量身定做的。我一直以来都觉得热力学就像一本天书,虽然知道它在日常生活中无处不在,从蒸桑拿的舒适感,到冰箱的制冷原理,再到发动机的效率,但总觉得隔着一层纱,看不真切。之前也尝试过阅读一些其他教材,但往往因为过于抽象的数学推导或者繁杂的术语而望而却步。而这本《新概念物理教程 热学》则完全不同。它并没有一开始就抛出复杂的公式和定理,而是从最基本、最贴近生活的例子入手,比如一杯水的温度如何变化,热量是如何从一个物体传递到另一个物体。它用一种非常友好的方式,将那些看似高深的理论,一点点地剥离出来,让我能够真正理解其背后的逻辑。我特别喜欢书中关于“热平衡”的阐述,它用非常形象的比喻,比如“水往低处流”,来解释为什么两个不同温度的物体接触时,热量会从高温物体传递到低温物体,直到它们达到相同的温度。这种“润物细无声”的讲解方式,让我感觉自己不是在被动接受知识,而是在主动探索和理解。而且,书中对每一个概念的定义都力求清晰明了,不会出现那种模棱两可的描述,这对于一个初学者来说至关重要。我可以自信地说,自从开始阅读这本书,我不再对热学感到畏惧,反而产生了一种浓厚的兴趣,并且开始尝试将书中的知识应用到理解身边的物理现象中去,这是一种非常美妙的学习体验。

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这本书给我最深刻的感受就是,它打破了我对热学“枯燥乏味”的固有印象。作为一名非物理专业的学生,我之前接触到的热学知识,要么过于理论化,要么过于应用化,很难找到一个能够将两者完美结合的桥梁。《新概念物理教程 热学(第二版)》恰恰就扮演了这个角色。它在讲解基本概念时,既保证了其科学的严谨性,又用通俗易懂的语言进行阐释,就像一位经验丰富的向导,带着我在热学的世界里轻松漫步。我特别欣赏书中关于“分子动理论”的讲解,它不再是简单地描述分子的无规则运动,而是通过统计的视角,解释宏观热学现象是如何由微观粒子的集体行为决定的。这种“宏观与微观的统一”的视角,让我对物理世界有了全新的认识。而且,书中还涉及了一些关于“熵”的哲学思考,比如熵增与时间箭头之间的关系,这不禁让我开始思考物理学背后更深层次的意义。这种将科学与哲学融为一体的呈现方式,让这本书不仅仅是一本学习工具,更是一本能够引发思考的读物。

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我是一名喜欢挑战自我的读者,对于物理学习,我总希望能找到一些能够真正拓展我思维边界的书籍。《新概念物理教程 热学(第二版)》绝对是其中一本。它在保持了物理学核心概念的严谨性的同时,又融入了许多“新”的视角和解读方式。我特别喜欢书中关于“统计力学”的初步介绍,虽然它不是该领域的主题,但作者通过将宏观热力学定律与微观粒子行为联系起来,让我窥见了理解宏观世界背后的微观规律的可能性。这种“由宏观到微观”的视角转换,是我之前从未有过的学习体验。书中对“相变”的讲解也让我大开眼界,不仅仅局限于水的结冰和沸腾,还涉及了更广泛的物质相变现象,并用热力学原理进行解释,让我对物质的内在属性有了更深的认识。而且,这本书的语言风格非常朴实,没有华丽的辞藻,但每一句话都充满了智慧,能够直击问题的本质。它仿佛在对我说:“你看,物理学就是这么简单而又深刻。”这种朴素而又富有洞察力的语言,让我能够更加专注于知识本身,而不是被文字所干扰。

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坦白讲,我当初入手《新概念物理教程 热学(第二版)》并没有抱太高的期望,主要是因为我过去的物理学习经历中,热学部分总是让我头痛不已。那些关于熵增、功、热等概念,总让我觉得像是在云里雾里。然而,这本书的出现彻底颠覆了我的认知。它的结构设计非常巧妙,循序渐进,从最基础的温度、热量概念开始,逐步深入到热力学第一定律、第二定律,再到更复杂的熵和统计物理。让我印象深刻的是,它在解释熵增原理时,并没有仅仅给出公式,而是通过大量的实例,比如房间里的尘埃如何自然地扩散开来,或者一副扑克牌洗牌后会变得多么混乱,来直观地展示熵增的必然性。这种“举一反三”的讲解方式,让抽象的概念变得具体可感。而且,书中对每一个章节的知识点都进行了详细的总结和归纳,并配有大量的习题,这些习题的难度梯度也设计得相当合理,从基础的巩固练习到稍有挑战的应用题,能够有效地帮助读者检验自己的学习成果。我尤其喜欢其中的一些“思考题”,它们往往能够引发我深入的联想,将学到的知识与实际生活中的各种现象联系起来,从而加深理解。这本书不仅仅是一本教材,更像是一位循循善诱的老师,用它独有的方式,一点点地打开了我的物理世界,让我看到了热学迷人的一面。

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说实话,我之前对热力学的理解,一直停留在中学课本的水平,总觉得那些关于能量守恒、热量传递的知识点,虽然知道,但总觉得缺少一种“融会贯通”的感觉。《新概念物理教程 热学(第二版)》正好弥补了这一遗憾。它以一种非常系统的、结构化的方式,将热学的知识体系展现在读者面前。我印象最深刻的是,它在讲解热力学第二定律时,并非简单地罗列几种表述,而是从能量耗散、信息论等多个角度进行深入的剖析,让我明白为什么在自然界中,能量总是趋向于耗散,为什么“永动机”是不可能的。书中大量的图示和插图,也起到了画龙点睛的作用,它们将抽象的物理过程可视化,让我能够更直观地理解那些复杂的概念。例如,在解释热力学循环时,书中用流畅的曲线和箭头清晰地标示出了能量的输入、输出以及状态的变化,这比单纯的文字描述要生动和易懂得多。此外,本书对数学工具的使用也恰到好处,它不会为了炫技而堆砌复杂的数学公式,而是在需要的时候,引入必要的数学工具来严谨地证明和阐述物理原理,并对公式的物理意义进行详细解读。这种“恰到好处”的数学应用,对于像我这样既希望深入理解物理原理,又对数学推导有所顾虑的读者来说,无疑是一大福音。

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大学物理教师参考用,深度足够了,我很喜欢看。

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非常好的一本书。各个方面非常完美。内容详实,就算是高中生也能作为课外扩展进行学习,需要耐心的研读。物流也很准时!高等教育出版社的书籍都很不错。

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大学物理教师参考用,深度足够了,我很喜欢看。

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真的很不错,真的很好的呦~

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挺好挺好挺好挺好挺好挺好

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很好的书,印刷和外观上都没问题。

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讲解清晰,感觉还是很棒的,不过对于数学能力还是要求比较高的,不错可以慢慢学习

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专业性、内容全面、讲解详细、正版图书。

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还行,不贵,好用

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