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第1章 绪论1

1.1 热力学发展简史1

1.2 热力学研究对象及特点4

1.3 热能7

第2章 气体热力学10

2.1 气体的微观分子图像10

2.1.1 实际和理想气体的特点10

2.1.2 气体分子自由度和碰撞15

2.2 均匀气体的热力学状态17

2.2.1 能量均分17

2.2.2 热力学平衡态19

2.2.3 理想气体的热能与温度21

2.2.4 气体的宏观热力学参量26

2.2.5 理想气体的状态方程28

2.2.6 理想气体的热容、定体和定压热容31

2.3 非理想气体的热能和状态方程33

2.3.1 准理想气体的热能及状态方程33

2.3.2 范德瓦耳斯气体的状态方程35

2.4 气体热力学中能量传输过程38

2.4.1 外界的热传递和热量39

2.4.2 外界对气体做功40

2.4.3 热力学第一定律40

2.4.4 理想气体的热力学过程42

2.4.5 理想气体的卡诺循环46

2.5 气体热机的基本原理48

2.5.1 与热机有关的典型气体热力学过程50

2.5.2 热机循环50

第3章 气体的热力学非平衡过程53

3.1 局域平衡态、热力学第二定律的含义54

3.2 分子分布函数55

3.2.1 理想气体分子速度分布函数55

3.2.2 平衡态分布函数——麦克斯韦速度分布56

3.2.3 局域平衡态分布函数——玻尔兹曼分子数密度分布62

3.2.4 麦克斯韦-玻尔兹曼分布64

3.3 分布函数随时间的演化65

3.3.1 玻尔兹曼方程65

3.3.2 H定理66

3.3.3 气体热力学状态的熵68

3.4 热力学第二定律70

3.4.1 熵增加70

3.4.2 气体局部平衡态的熵72

3.4.3 热力学第二定律74

3.4.4 卡诺定理77

3.4.5 热力学函数77

3.5 输运过程80

3.5.1 输运过程的微观图像80

3.5.2 热传导过程83

3.5.3 粘滞过程84

3.5.4 扩散过程85

第4章 热力学的基本原理87

4.1 固体和液体的运动模式87

4.1.1 一维单原子链的振动88

4.1.2 一维双原子链的振动90

4.1.3 固体和液体的振动93

4.2 固体和液体热力学与气体热力学的关系95

4.2.1 物体的热能95

4.2.2 物体的比热容及热力学第一定律96

4.2.3 熵及热力学第二定律98

4.2.4 热力学的基本规律102

4.3 热平衡条件103

第5章 相变106

5.1 相变简介106

5.1.1 相变过程106

5.1.2 多相共存109

5.1.3 蒸发与升华112

5.2 自然界中的水循环113

第6章 化学热力学118

6.1 化学反应118

6.1.1 反应热118

6.1.2 标准生成焓119

6.1.3 化学反应中的能量转换过程121

6.2 化学反应平衡123

6.2.1 化学反应方程123

6.2.2 平衡常数124

参考文献128