熱學(xué)

內(nèi)容概要

《熱學(xué)》是北京師范大學(xué)等院校多年熱學(xué)教學(xué)經(jīng)驗的總結(jié)，是一本體現(xiàn)時代特點、簡明的熱學(xué)教材。教材共分6章，內(nèi)容包括：導(dǎo)論，平衡態(tài)理想氣體分子運動的統(tǒng)計分布，熱力學(xué)第一定律，熱力學(xué)第二定律，輸運現(xiàn)象與分子動理論的近平衡態(tài)理論，物態(tài)與相變。適用于普通師范院校物理系的熱學(xué)課程，也適合一般綜合性大學(xué)物理系少學(xué)時熱學(xué)課程使用。

書籍目錄

第1章  導(dǎo)論
  1.1  熱學(xué)的研究對象和研究方法
  1.2  熱力學(xué)平衡態(tài)
  1.3  熱力學(xué)第零定律溫度
  1.4  理想氣體的狀態(tài)方程
  1.5  統(tǒng)計規(guī)律性的基本概念
  1.6  理想氣體壓強和溫度的微觀解釋
  1.7  分子力與范德瓦耳斯方程
  習(xí)  題
第2章  平衡態(tài)理想氣體分子運動的統(tǒng)計分布
  2.1  麥克斯韋速率分布律
  2.2  麥克斯韋速度分布律
  2.3  氣體分子的碰壁數(shù)率及應(yīng)用
  2.4  玻爾茲曼分布律
  習(xí)  題
第3章  熱力學(xué)第一定律
  3.1  熱力學(xué)第一定律
  3.2  準(zhǔn)靜態(tài)過程和其中的體積功
  3.3  理想氣體的熱容量  內(nèi)能與焓
  3.4  理想氣體內(nèi)能及摩爾熱容的微觀理論
  3.5  熱力學(xué)第一定律對理想氣體準(zhǔn)靜態(tài)過程的應(yīng)用
  3.6  循環(huán)過程和卡諾循環(huán)
  3.7  有關(guān)卡諾熱機的討論
  3.8  實用熱機與制冷技術(shù)的物理原理
  習(xí)  題
第4章  熱力學(xué)第二定律
  4.1  熱力學(xué)第二定律的語言表述
  4.2  熱力學(xué)第二定律的實質(zhì)
  4.3  卡諾定理與熱力學(xué)溫標(biāo)
  4.4  熵
  4.5  熵增加原理
  4.6  熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計意義
  4.7  信息熵簡介
  4.8  自由能與吉布斯函數(shù)
  4.9  拓展與評述
  習(xí)  題
第5章  輸運現(xiàn)象與分子動理論的近平衡態(tài)理論
  5.1  近平衡態(tài)氣體輸運現(xiàn)象的宏觀規(guī)律
  5.2  氣體分子的平均碰撞頻率和平均自由程
  5.3  近平衡態(tài)氣體輸運過程的初級微觀理論
  5.4  極端稀薄的氣體中的輸運過程
  5.5  自組織現(xiàn)象
  習(xí)  題
第6章  物態(tài)與相變
  6.1  物態(tài)與固體
  6.2  液體的微觀結(jié)構(gòu)和徹體性質(zhì)
  6.3  液體的表面現(xiàn)象
  6.4  相變
  6.5  汽液相變
  6.6  固液與固氣相變  三相圖
  6.7  一級相變和二級相變
  習(xí)  題
參考書目

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：沒有外界影響是指：系統(tǒng)和外界之間沒有任何宏觀的物質(zhì)或能量交換。在沒有物質(zhì)交換的情況下，沒有外界影響是指系統(tǒng)和外界之間既不做功、也不傳遞熱量。沒有外界影響這個條件是重要的，不能簡單地把系統(tǒng)不隨時間變化的狀態(tài)叫平衡態(tài)。例如，取一根金屬桿，使其一端與沸水接觸，另一端與冰水混合物接觸。沸水和冰水混合物的溫度維持不變，經(jīng)過足夠長的時間后，桿上各點都有確定的溫度，不再隨時間變化。由于此時金屬桿熱端不斷地由外界吸收熱量，其冷端不斷地向外界放出熱量，有外界影響，所以這根金屬桿不是處于平衡態(tài)。在這個例子中，金屬桿中有熱流（熱量流）從沸水端流向冰水混合物端，經(jīng)過足夠長的時間后，熱流達到一個穩(wěn)定不變的數(shù)值，金屬桿上的溫度分布也達到穩(wěn)定狀態(tài)，熱流即由外界影響所致。再如，把一個通電的電阻器置于水中，如果水的溫度保持不變，經(jīng)過足夠長的時間后，電阻器上各點都有確定的溫度，不再隨時間變化。因為在這個例子中，不斷有電流（電子流）通過電阻器，也不斷有熱流由電阻器流向水，對電阻器這個系統(tǒng)有外界影響，所以電阻器不能達到平衡態(tài)。系統(tǒng)處于平衡態(tài)時，雖然宏觀狀態(tài)不隨時間變化，但從微觀角度看，組成系統(tǒng)的微觀粒子仍處于不停的熱運動之中，只不過是大量微觀粒子運動的總體效果不隨時間改變而已。例如，密封容器內(nèi)的水和水蒸氣共存而達到平衡態(tài)時，從宏觀上看，其壓強、密度、溫度等是不變化的；但仍不停地有水分子由液態(tài)變成氣態(tài)，同時也有水分子不停地由氣態(tài)變成液態(tài)，只不過是單位時間內(nèi)進出水蒸氣的分子數(shù)平均相等而已。因此，把這種動態(tài)平衡叫熱動平衡。這里討論的平衡態(tài)是熱力學(xué)宏觀態(tài)。沒有外界影響是指系統(tǒng)和外界之間沒有任何宏觀的物質(zhì)或能量交換，或說沒有物質(zhì)或能量的宏觀流（如前面提到的電子流或熱流）。處于平衡態(tài)的系統(tǒng)的一部分也處于平衡態(tài)，例如密封容器內(nèi)的水和水蒸氣共存而達到平衡態(tài)時，其中，水作為系統(tǒng)也處于平衡態(tài)；雖然水（系統(tǒng)）與水蒸氣（外界）之間有水分子的交換，但沒有宏觀的物質(zhì)流。系統(tǒng)處于穩(wěn)定的外場（如重力場、靜電場和穩(wěn)恒磁場等）中，也可以處于平衡態(tài)。例如在重力場中的氣體，經(jīng)過足夠長的時間后，盡管氣體密度和壓強因高度而有所不同，但不再隨時間變化，這時重力場對氣體已經(jīng)沒有影響（既不做功也不傳熱），氣體處于平衡態(tài)。

編輯推薦

《熱學(xué)》是新世紀(jì)高等學(xué)校教材·普通物理學(xué)簡明教程之一。

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