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导论1

1．热学研究的对象、内容与方法1

2．热力学系统4

3．热力学系统所处的态10

4．最简单的热力学系统的理想模型12

5．理想气体的压强15

6．热学发展简史17

观察·实验 热气球与蛋壳火箭24

阅读材料 我国古代热学25

思考题28

习题28

第一章 温度30

1．热力学第零定律30

2．温标32

3．气体温度计与理想气体温标34

4．热力学第三定律37

自学材料 常用温度计及特种温度计38

观察·实验 模仿伽利略温度计40

观察·实验 自制温差电偶观察实验40

阅读材料 三相管41

阅读材料 温度领域41

思考题44

习题45

第二章 气态方程——系统的状态变化48

1．气体实验定律48

2．理想气体状态方程52

3．道尔顿定律56

4．温度的微观本质58

5．表示理想气体的状态曲面61

观察·实验 沉浮子63

观察·实验 理想气体p.V.T函数投影模型63

阅读材料 历史上气体定律的建立64

思考题67

习题69

第三章 系统做功的能力76

1．能量概念76

2．系统的内能77

3．热量的度量与测定78

4．热量的传递89

5．系统的功94

6．热力学第一定律98

7．理想气体的等值过程102

8．绝热过程与多方过程107

9．焓及在热化学上的应用117

阅读材料 量子理论的产生及对热容的解释121

阅读材料 能源的开发与利用125

思考题127

习题129

第四章 系统热循环与热机137

1．热循环137

2．热机144

3．两种典型的内燃机147

4．外热机151

5．更广泛的热功转换155

6．制冷机157

观察·实验 橡皮辐带的热机162

观察·实验 走马灯旋转架162

观察·实验 スタ-リンゲェンジンの模型162

阅读材料 太阳能164

阅读材料 未来的发动机167

思考题172

习题173

第五章 系统实际过程进行的方向176

1．系统的实际过程是不可逆的176

2．热力学第二定律178

3．卡诺定理182

4．热力学温标185

5．熵增原理187

6．熵增效果——“能”贬值199

7．自由能204

观察·实验 乒乓球复原实验207

观察·实验 围棋子游戏实验207

观察·实验 微观态模拟游戏实验207

阅读材料 “热寂说”与“大爆炸学说”208

思考题212

习题214

第六章 系统中微粒的运动219

1．平衡态下系统内分子的热运动219

2．系统内大量分子运动的统计规律225

3．麦克斯韦速率分布律233

4．麦克斯韦速率分布律的应用242

5．玻耳兹曼分子按势能的分布律250

附录表6-1 积分表255

附录表6-2 误差函数简表256

观察·实验 自制粒子速率分布模拟实验器257

阅读材料 地球外表的大气层258

阅读材料 Maxwell-Bolzman·Bose-Einstein及Femni-Dirac三种统计260

思考题263

习题264

第七章 系统非平衡过程270

1．典型非平衡现象的宏观规律270

2．非平衡过程的微观机制274

3．稀薄气体输运现象与“真空”283

观察·实验 用“烟雾”观察气流286

观察·实验 双层“跑马灯”286

观察·实验 热的传导失散286

阅读材料 非平衡态热力学与耗散结构287

阅读思考 关于“真空”290

思考题291

习题292

第八章 系统的自由凝集态296

1．实际气体的实验等温变化297

2．物质的临界状态299

3．范德瓦耳斯理论302

4．范德瓦耳斯等温线与临界状态306

5．实际气体的内能、焦-汤效应309

观察·实验 素瓷盛凉水313

观察·实验 水蒸汽的液化313

观察·实验 白酒的蒸馏313

阅读材料 低温物理学314

阅读材料 超导现象及其应用315

思考题318

习题319

第九章 凝聚态系统322

1．晶体的宏观特征322

2．晶体的微观结构326

3．晶体中粒子的运动及其能量330

4．半导体的电子性质337

5．液晶的初步知识341

观察·实验 观察周围有哪些天然晶体346

观察·实验 结晶提纯346

观察·实验 观察液晶346

阅读材料 液晶347

阅读材料 现代科技中的晶体材料349

思考题352

习题353

第十章 系统的可流动密集态355

1．液体的热学性质355

2．液体的微观结构及微观运动356

3．液体的界面现象360

观察·实验 液体的物理性质372

阅读材料 关于液体其它形态374

思考题381

习题382

第十一章 系统的相态转变384

1．一级相变385

2．气液相变386

3．汽化曲线 克拉珀龙方程391

4．固液相变 熔解曲线396

5．固气相变 升华曲线399

附录表11-1 常见物质在l atm下的熔点和熔解热401

附录表11-2 常见物质在l atm下的沸点和相应的汽化热402

附录表11-3 水的相平衡压强402

6．实际物质单元系统的pVT图403

观察·实验 你周围物质的三相态变化406

观察·实验 测乙醚的饱和蒸气压406

阅读材料 关于相变的认识409

思考题416

习题417

后记420