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目录1

第1章 温度与热力学第零定律7

1.1 温度测量与经验温标7

1.2 理想气体温标10

1.3 热力学第零定律13

1.4 1990年国际温标（ITS—90）14

小结16

本章主要符号16

主要参考文献17

思考题17

2.1 热力学第一定律18

第2章 热力学第一定律18

2.2 系统的能量20

2.3 热力学第一定律应用于开口系统26

小结28

本章主要符号28

主要参考文献29

思考题29

第3章 热力学第二定律31

3.1 卡诺原理31

3.2 热力学第二定律32

3.3 热力学温标和熵36

3.4 孤立系统熵增与能量贬值原理43

3.5 极值原理，亥姆霍兹函数和吉布斯函数50

小结53

本章主要符号54

主要参考文献54

思考题54

第4章 纯净流体的热力学性质57

4.1 热力学曲面与相图57

4.2 流体的比体积65

4.2.1 维里方程65

4.2.2 三次型状态方程70

4.2.3 其他状态方程74

4.2.4 压缩因子的通用化关联78

4.3 固定组元物质的热力学微分关系式85

4.3.1 热力学基本关系式85

4.3.2 麦克斯韦关系式87

4.3.3 热力学微分关系式的推导方法89

4.3.4 包含定容热容和定压热容的热96

力学微分关系式96

4.3.5 焦耳－汤姆逊系数99

4.4 纯净流体热力性质的计算99

4.4.1 偏差函数100

4.4.2 逸度与逸度系数107

小结111

本章主要符号112

主要参考文献113

习题113

第5章 纯净物系的相变116

5.1 平衡的稳定性116

5.2 纯净物质相稳定性与相变120

5.3 克拉珀龙方程与蒸气压方程126

5.3.1 克拉珀龙方程126

5.3.2 蒸气压方程127

5.3.3 气化潜热的估算132

5.4.1 临界现象134

5.4 临界现象与高级相变134

5.4.2 临界点指数138

5.4.3 高级相变141

本章主要符号144

主要参考文献144

习题145

第6章 均匀混合物系的热力性质149

6.1 变组元均匀混合物系的热力学基本关系式149

6.1.1 吉布斯方程149

6.1.2 欧拉方程150

6.1.3 吉布斯－杜亥姆方程152

6.2 偏摩尔量153

6.3 气体混合物的热力性质159

6.3.1 理想气体混合物160

6.3.2 实际气体混合物162

6.3.3 混合物中组元的逸度和逸度系数164

6.4 液体混合物的热力性质168

6.4.1 理想溶液168

6.4.2 非理想溶液，活度与活度系数170

6.4.3 超额函数171

6.4.4 超额吉布斯函数的半经验关系式172

6.5 二元混合物的相依性、浓溶液与稀溶液174

6.6 混合过程热力参数的变化181

本章主要符号186

主要参考文献187

习题188

第7章 多元系的相平衡190

7.1 相平衡概述190

7.1.1 复相系的热力学方程190

7.1.2 复相平衡条件191

7.1.3 相律193

7.2 二元互溶系气液平衡相图195

7.2.1 概述195

7.2.2 理想溶液的气液平衡计算200

7.2.3 非理想溶液的气液平衡相图204

7.3.1 液液分层208

7.3 部分互溶系相图208

7.3.2 部分互溶系的气液相图211

7.3.3 二元系的固－液相图212

7.4 稀溶液的沸点上升和凝固点下降213

本章主要符号216

主要参考文献217

习题217

第8章 化学反应平衡220

8.1 化学平衡220

8.1.1 反应度220

8.1.2 反应平衡方程222

8.1.3 平衡常数223

8.1.4 平衡的移动226

8.2 反应平衡时理想气体的热容232

8.2.1 反应气体的定压热容232

8.2.2 反应气体的定容热容236

8.3 多个反应的平衡240

8.3.1 用平衡常数确定平衡成分241

8.3.2 用反应平衡时系统的总吉布斯函数为极小确定平衡成分244

8.4 燃料的化学？248

8.4.1 标准生成吉布斯函数248

8.4.2 化学反应最大可用功249

8.4.3 反应？和扩散？250

8.5 燃料电池254

8.6 热力学第三定律；负热力学温度258

本章主要符号265

主要参考文献266

习题266

第9章 不可逆过程热力学269

9.1 总论269

9.2 温差电效应273

9.2.1 塞贝克效应、珀耳帖效应和汤姆逊效应273

9.2.2 温差电效应的基本关系式275

9.2.3 半导体温差发电和半导体温差制冷277

9.3.1 单组元系278

9.3 非连续系物质和能量迁移278

9.3.2 多组元（无化学反应）系283

9.3.3 一级定态和二级定态286

9.4 连续系的扩散289

9.4.1 等温质扩散291

9.4.2 热质扩散295

9.5 非平衡定态300

9.5.1 最小熵产率（最小耗散能率）的态300

9.5.2 熵产率随时间变化——定态的稳定性302

9.5.3 定态时的熵流305

9.6 非线性问题305

9.6.1 熵产率随时间变化的非线性问题306

9.6.2 非平衡态热力学函数307

本章主要符号309

主要参考文献310

第10章 统计热力学基础311

10.1 量子力学和统计热力学的有关知识312

10.1.1 德布罗意假说312

10.1.2 波函数和薛定谔方程313

10.1.3 量子态；能级简并度319

10.1.4 测不准关系；经典理论的适用范围320

10.1.5 全同粒子的不可区别性；泡利原理321

10.1.6 统计热力学的基本假设——等几率假设323

10.1.7 量子态数的几何表示324

10.2 经典和准经典统计法327

10.2.1 麦克斯韦－玻耳兹曼分布律327

10.2.2 配分函数：热力学几率与熵331

10.2.3 热力学函数的一般公式335

10.3 单原子和双原子理想气体的热力学函数337

10.3.1 单原子理想气体的热力学函数337

10.3.2 能量均分原理340

10.3.3 双原子理想气体的热容量342

10.4 量子统计法及其应用349

10.4.1 玻色－爱因斯坦统计法，普朗克的辐射方程349

10.4.2 费密－狄喇克统计法，电子气对金属热容的贡献355

10.4.3 经典统计法的适用极限358

10.5 系综统计法359

10.5.1 正则系综360

10.5.2 热力学性质362

10.5.3 配分函数的析因子364

10.6 单原子非金属晶体的热容量365

10.6.1 杜隆－珀替定律365

10.6.2 爱因斯坦模型366

10.6.3 德拜理论367

10.7 非理想气体状态方程376

10.7.1 维里方程376

10.7.2 范德瓦耳斯方程382

本章主要符号384

主要参考文献385

习题385

附录387

A1 物理常数387

A2 某些纯净物的临界参数和偏心因子387

A3 Lee-Kesler三参数压缩因子数据388

A4 Lee-Kesler三参数通用偏差焓数据392

A5 Lee-Kesler三参数通用偏差熵数据396

A6 物质的标准（101.3 25kPa,25C）生成焓、标准生成吉布斯函数和绝对熵数据400

A7 化学反应平衡常数表402