內容簡介
本書作者在中國科學技術大學長期講授本科生的熱學基礎課，具有豐富的教學經驗。在參閱多部國內外優秀教材和多年教學積累的基礎上，作者試圖編寫一本適應交叉學科人才培養的需求、具有時代氣息的熱學教材。內容以溫度為主線，熱與溫度相呼應、微觀和巨觀相配合，力圖給讀者以清晰完整的物理圖像。書中重視熱學理論與實踐的聯繫，重視學科的新發展和新成就。書後亦附有大量的習題，供讀者有針對性地選擇練習，以加深對課程內容的理解，培養利用所學理論、知識解決實際問題的能力。
圖書目錄
序(Ⅰ)
前言(Ⅲ)
緒論(1)
0.1熱運動(2)
0.2熱學的發展(3)
0.3熱學的研究對象與方法(4)
0.4熱學的理論體系與思想(5)
第1章溫度(7)
1.1熱力學系統的描述(8)
1.1.1熱力學系統(8)
1.1.2熱力學系統性質(9)
1.1.3熱力學系統的狀態(10)
1.2熱力學第零定律(12)
1.2.1熱平衡和熱力學第零定律(12)
1.2.2溫度(13)
*1.2.3溫度世界(14)
1.3溫標及溫度測量(16)
1.3.1經驗溫標(16)
*1.3.2幾種常用的溫度計(17)
1.3.3理想氣體溫標(21)
1.3.4熱力學溫標及其他溫標(23)
1.4不同溫度下物質的聚集狀態(25)
1.4.1固態(25)
1.4.2液態與氣態(27)
1.5物態方程(28)
1.5.1一般情形(28)
1.5.2各向同性的固體與液體的狀態方程(29)
1.5.3氣體狀態方程(32)
第2章熱運動統計規律(43)
2.1物質的微觀模型(44)
2.1.1原子分子論(44)
2.1.2固體的微觀特徵(47)
2.1.3液體的微觀特徵(50)
2.1.4氣體的微觀特徵(53)
2.2描述大數粒子的統計方法(58)
2.2.1決定論與機率論(58)
2.2.2機率與機率分布函式(60)
2.2.3統計平均值(63)
2.2.4漲落現象(64)
2.3理想氣體的壓強和溫度(65)
2.3.1理想氣體的微觀模型(66)
2.3.2理想氣體壓強公式(67)
2.3.3溫度的統計意義(69)
2.4范德瓦耳斯方程的微觀圖像(72)
2.5麥克斯韋分布律(74)
2.5.1速度空間與速度分布函式(75)
2.5.2麥克斯韋速度分布律(76)
2.5.3麥克斯韋速率分布律(77)
2.5.4麥克斯韋速率分布律的套用(81)
*2.5.5麥克斯韋分布律的驗證與推導(85)
2.6玻耳茲曼分布律(89)
2.6.1玻耳茲曼分布律(89)
2.6.2氣體分子在重力場中按高度的分布(90)
*2.6.3懸浮粒子按高度的分布(91)
2.7能量均分定理及套用(92)
2.7.1自由度(92)
2.7.2能量均分定理(93)
2.7.3理想氣體的內能和熱容(95)
2.7.4經典極限(97)
*2.8經典統計對量子統計(98)
2.8.1巨觀狀態與微觀狀態(98)
2.8.2經典統計與量子統計對粒子微觀狀態的描述(99)
2.8.3經典統計與量子統計對系統微觀狀態的描述(101)
2.8.4量子統計向經典統計的過渡(105)
附錄2.1積分表(108)
附錄2.2誤差函式簡表(108)
第3章熱與熱傳遞(109)
3.1熱(110)
3.1.1熱相互作用(110)
3.1.2熱的本質(111)
3.1.3熱量(112)
3.2物質的熱性質與分子熱運動(114)
3.2.1物質熱容量(114)
3.2.2黏滯現象(117)
3.2.3擴散現象(121)
3.3表面現象與分子力(126)
3.3.1界面與表面(126)
3.3.2液體的表面張力(127)
3.3.3潤濕與毛細現象(132)
*3.3.4固體表面的吸附現象(134)
3.4熱傳遞(136)
3.4.1熱傳導(136)
3.4.2對流傳熱(138)
3.4.3輻射傳熱(139)
*3.5傳熱與環境和生命現象(142)
3.5.1太陽對地球的輻射能流(142)
3.5.2大氣環境中的熱傳遞(144)
3.5.3傳熱與生命現象(145)
第4章熱力學第一定律(147)
4.1熱力學過程(148)
4.1.1一般的熱力學過程(148)
4.1.2準靜態過程(148)
4.2功與熱(150)
4.2.1功相互作用(150)
4.2.2準靜態過程的功(151)
4.2.3熱功相當(154)
4.3熱力學第一定律(155)
4.3.1能量守恆定律(155)
4.3.2內能(157)
4.3.3熱力學第一定律的數學表述(159)
4.4熱力學第一定律對pV系統的套用(161)
4.4.1定容熱容和內能(161)
4.4.2定壓熱容和焓(161)
4.4.3化學反應熱(162)
4.5理想氣體的熱力學過程(163)
4.5.1焦耳實驗(163)
4.5.2理想氣體的內能和焓(164)
4.5.3理想氣體的準靜態過程(166)
4.6焦耳湯姆孫效應(173)
4.6.1焦耳湯姆孫實驗(173)
4.6.2焦耳湯姆孫效應的初步解釋(175)
4.7循環過程與熱機(176)
4.7.1循環過程(176)
4.7.2卡諾循環(178)
*4.7.3熱機(180)
第5章熱力學第二定律(187)
5.1熱力學第二定律的經典表述(188)
5.1.1熱力學過程的方向性(188)
5.1.2熱力學第二定律的經典表述(190)
5.2卡諾定理及其套用(193)
5.2.1卡諾定理(193)
5.2.2卡諾定理的套用(195)
5.3熱力學溫標(197)
5.4熱力學第二定律的熵表述(200)
5.4.1克勞修斯不等式(200)
5.4.2熵(203)
5.4.3熵的計算(205)
5.4.4熵增加原理(208)
5.5熵的屬性(211)
5.5.1熵與無序程度(211)
*5.5.2熵與可用能量(216)
*5.5.3熵與時間方向(218)
*5.6熱機與環境(219)
5.6.1熱機的能流(219)
5.6.2熱污染和空氣污染(221)
*5.7非平衡態與非平衡過程(223)
5.7.1近平衡的非平衡態(223)
5.7.2遠離平衡的非平衡態系統(225)
第6章相變與潛熱(229)
6.1相與相變(230)
6.1.1相與態(230)
6.1.2一級相變與潛熱(231)
6.1.3相變的物理機制(232)
6.2氣液相變(233)
6.2.1蒸發與凝結(233)
6.2.2沸騰(236)
*6.2.3濕空氣與濕度(240)
6.3固液及固氣相變(241)
6.3.1固液相變(241)
6.3.2固氣相變(242)
6.4相平衡(243)
6.4.1相平衡條件(243)
6.4.2相圖(245)
6.4.3相平衡時的參量關係(247)
*6.5臨界現象(251)
6.5.1實際氣體的等溫線(251)
6.5.2臨界狀態(252)
6.5.3臨界參數(254)
第7章非常規溫度(257)
*7.1低溫與極低溫的獲得(258)
7.1.1低溫獲得(258)
7.1.2極低溫的獲得(260)
*7.2熱力學第三定律(262)
7.2.1絕對零度(262)
7.2.2零點問題(264)
7.2.3負溫度(265)
*7.3低溫世界的奇異物性(267)
7.3.1超流現象(267)
7.3.2超導現象(269)
7.3.3低溫世界色彩紛呈(270)
*7.4高溫條件下的物質(271)
7.4.1溫度與電漿(271)
7.4.2電漿特有的性質(273)
*7.5電漿的溫度與熱力學態(277)
7.5.1電漿的溫度概念(277)
7.5.2電漿的熱力學態(279)
7.5.3電漿分類(280)
*7.6電漿套用(281)
7.6.1高溫電漿聚變能套用(281)
7.6.2低溫電漿的套用(285)
習題(289)
部分習題參考答案(310)
參考書目(317)
附錄熱學中常用的物理常量(318)
常用概念中英文索引(319)
