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热力学与统计学
作者：（德）阿诺德·索末菲
出版社：科学出版社
出版时间：2018-04-01
ISBN：9787030569455
定价：¥138.00
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内容简介
《热力学与统计学（中译本）》是《Sommerfeld理论物理学》教程的第五卷，《热力学与统计学（中译本）》共分5章，前3章为热力学，后2章为统计物理学。各章内容包括：第1章热力学、总论，第2章热力学对特殊系统的应用，第3章气体动力学基本理论，第4章统计学的普遍理论：组合方法，第5章精确的气体动理学的概述，《热力学与统计学（中译本）》的若干创见和重要成果是著者及其学生的贡献，《热力学与统计学（中译本）》附有刊题和部分参考答案。
作者简介
暂缺《热力学与统计学》作者简介
目录
目录
Sommerfeld及其成就
总序
第五卷序
第1章 热力学 总论 1
§1 温度作为系统的一个属性 1
§2 功和热 3
§3 理想气体 6
A. Boyle定律 (Boyle-Mariotte定律) 6
B. Charles定律 (Gay-Lussac定律) 7
C. Avogadro定律和普适气体常量 8
§4 第一定律 能量和焓作为属性 10
A. 热功当量 10
B. 焓作为属性 12
C. 关于比热cp和cv之比的题外话 13
§5 可逆和不可逆绝热过程 14
A. 可逆绝热过程 15
B. 不可逆绝热过程 17
C. Joule-Kelvin多孔塞实验 18
D. 非常重要的一个结论 19
§6 第二定律 20
A. Carnot循环及其效率 21
B. 第二定律的第一部分 23
C. 第二定律的第二部分 27
D. 最简单的算例 29
E. 关于第二定律文字表述的评论 30
F. 能量和熵的相对量级 31
§7 热力学势和互易关系 32
§8 热力学平衡 37
A. 无约束热力学平衡和最大熵 37
B. 无约束热力学平衡下的等温等压系统 37
C. 弛豫平衡中附加的自由度 38
D. 热力学势的极值性质 38
E. 最大功定理 40
§9. van der Waals方程 42
A. 等温线 43
B. van der Waals气体的熵和热性质 44
§10. van der Waals对气体液化的评论 46
A. 积分和微分的Joule-Thomson效应 46
B. 转化曲线及其实际应用 47
C. p-v面中液-气相共存区域的边界 49
§11. Kelvin温标 53
§12. Nernst热力学第三定律 55
第2章 热力学对特殊系统的应用 59
§13. 气体混合物Gibbs悖 Guldberg-Waage定律 59
A. 气体的可逆分离 60
B. 扩散过程和Gibbs佯谬中的熵增加 61
C. Guldberg和Waage的质量作用定律 62
§14. 化学势和化学常量 66
A. 化学势μi 67
B. 理想混合物μi 与gi之间的关系 69
C. 理想气体的化学常量 70
§15. 稀溶液 71
A. 历史综述 71
B. 稀溶液的Van0t Ho状态方程 71
§16. 水的不同相对蒸汽机理论的说明 74
A. 蒸汽压曲线和Clapeyron方程 74
B. 冰和水之间的相平衡 77
C. 饱和蒸汽的比热 78
§17. 相平衡理论综述 80
A. 水的三相点 80
B. Gibbs相律 82
C. 稀溶液的Raoult定律 84
D. Henry吸收定律(1803) 86
§18. 原电池的电动势 87
A. 电化学势 88
B. Daniell电池(1836) 89
C. 个体反应缩简为总体反应 90
D. Gibbs-Helmholtz基本方程 91
E. 实例 92
F. 对基本方程积分的说明 93
§19. 铁磁性与顺磁性 94
A. 磁化功和状态的磁方程 94
B. 顺磁质的Langevin方程 96
C. 铁磁现象的Weiss理论 97
D. 比热cH和cM 100
E. 磁热效应 104
§20. 黑体辐射 105
A. Kirchho定律 106
B. Stefan-Boltzmann定律 108
C. Wien定律 109
D. Planck辐射定律 113
§21. 不可逆过程近平衡过程热力学 119
A. 热传导和局域熵产生 119
B. 各向异性体中的热传导和Onsager互易关系 121
C. 热电现象 122
D. 内部变换 127
E. 一般关系 128
F. 不可逆过程热力学理论的局限性 130
第3章 气体动力学基本理论 131
§22. 理想气体状态方程 131
§23. Maxwell速度分布 135
A. 单原子气体的Maxwell分布1860年的证明 135
B. 数值和实验结果 138
C. 能量分布总评Boltzmann因子 139
§24. Brown运动 140
§25. 对顺磁质的统计讨论 145
A. 经典的Langevin 函数 146
B. 借助于量子力学对Langevin函数的修正 148
§26. van der Waals方程中常量的统计意义 149
A. 分子体积与常量 149
B. van der Waals内聚力与常量151
§27. 平均自由程问题 153
A. 一个特殊情况下平均自由程的计算 153
B. 黏度 154
C. 热导率 157
D. 一些与平均自由程概念相关问题的总评 159
第4章 统计学的普遍理论：组合方法 161
§28. Liouville定理，空间和空间 161
A. 多维空间（相空间） 161
B. Liouville定理 162
C. 理想气体的等概率 163
§29. Boltzmann原理 165
A. 用排列来量化热力学概率 166
B. 用最大概率来度量熵 168
C. 元胞的合并 170
§30. 与热力学对照 171
A. 等容过程 171
B. 无外力情况下气体经历的一般过程 172
C. 外力场中的气体；Boltzmann因子 173
D. Maxwell-Boltzmann速度分布律 174
E. 混合气体 175
§31. 比热和刚性分子的能量 176
A. 单原子分子气体 176
B. 气体组成和双原子分子 178
C. 多原子分子气体和Kelvin的乌云 181
§32. 考虑分子振动的比热和固体的比热 182
A. 双原子分子 182
B. 多原子分子气体 183
C. 固体和Dulong-Petit规则 183
§33. 振动能量的量子化 183
A. 线性振子 184
B. 固体 186
C. 推广到任意量子态 187
§34. 转动能量的量子化 188
§35. 关于辐射理论和固体的补充材料 191
A. 自然振动方法 191
B. 固体比热的Debye理论 192
§36. 空间的配分函数 193
A. Gibbs条件 194
B. 与Boltzmann方法的关系 195
C. 量子效应引起的修正 197
D. Gibbs假设分析 199
§37. 量子统计基础 200
A. 全同粒子的量子统计 200
B. Darwin和Fowler的方法 201
C. Bose-Einstein和Fermi-Dirac分布 203
D. 鞍点方法 204
§38. 简并气体 207
A. Bose-Einstein和Fermi-Dirac分布 207
B. 气体简并度 210
C. 高简并度的Bose-Einstein气体 212
§39. 金属电子气 215
A. Drude理论的评价性介绍 215
B. 完全简并Fermi-Dirac气体 216
C. 近完全简并 219
D. 特殊问题 220
§40. 方均涨落 223
第5章 精确的气体动理学的概述 229
§41. Maxwell-Boltzmann碰撞理论 229
A. 气体动理学中态的描述 229
B. f随时间的变化 231
C. 弹性碰撞定律 232
D. Boltzmann的碰撞积分 234
E. Boltzmann关于分子混沌的假设 235
§42. H-定理和Maxwell分布 236
A. H-定理 236
B. Maxwell分布 239
C. 平衡态分布 241
§43. 流体动力学的基本公式 242
A. 分布函数的级数展开 242
B. Maxwell的输运方程 244
C. 质量守恒 246
D. 动量守恒 247
E. 能量守恒 248
F. 熵定理 251
§44. 关于碰撞方程的积分 253
A. 利用矩方程积分 253
B. 矩方程的变换 254
C. 碰撞矩的评估 256
D. 黏度和导热系数 257
§45. 电导率和Wiedemann-Franz定律 261
A. 金属中电子的碰撞和传输方程 261
B. 碰撞方程的近似解 263
C. 电流和能量通量 266
D. 欧姆定律 267
E. 导热系数和绝对热电动势 268
F. Wiedemann-Franz定律 269
习题 271
习题解答 279
Sommerfeld及其成就
总序
第五卷序
第1章 热力学 总论 1
§1 温度作为系统的一个属性 1
§2 功和热 3
§3 理想气体 6
A. Boyle定律 (Boyle-Mariotte定律) 6
B. Charles定律 (Gay-Lussac定律) 7
C. Avogadro定律和普适气体常量 8
§4 第一定律 能量和焓作为属性 10
A. 热功当量 10
B. 焓作为属性 12
C. 关于比热cp和cv之比的题外话 13
§5 可逆和不可逆绝热过程 14
A. 可逆绝热过程 15
B. 不可逆绝热过程 17
C. Joule-Kelvin多孔塞实验 18
D. 非常重要的一个结论 19
§6 第二定律 20
A. Carnot循环及其效率 21
B. 第二定律的第一部分 23
C. 第二定律的第二部分 27
D. 最简单的算例 29
E. 关于第二定律文字表述的评论 30
F. 能量和熵的相对量级 31
§7 热力学势和互易关系 32
§8 热力学平衡 37
A. 无约束热力学平衡和最大熵 37
B. 无约束热力学平衡下的等温等压系统 37
C. 弛豫平衡中附加的自由度 38
D. 热力学势的极值性质 38
E. 最大功定理 40
§9. van der Waals方程 42
A. 等温线 43
B. van der Waals气体的熵和热性质 44
§10. van der Waals对气体液化的评论 46
A. 积分和微分的Joule-Thomson效应 46
B. 转化曲线及其实际应用 47
C. p-v面中液-气相共存区域的边界 49
§11. Kelvin温标 53
§12. Nernst热力学第三定律 55
第2章 热力学对特殊系统的应用 59
§13. 气体混合物Gibbs悖 Guldberg-Waage定律 59
A. 气体的可逆分离 60
B. 扩散过程和Gibbs佯谬中的熵增加 61
C. Guldberg和Waage的质量作用定律 62
§14. 化学势和化学常量 66
A. 化学势μi 67
B. 理想混合物μi 与gi之间的关系 69
C. 理想气体的化学常量 70
§15. 稀溶液 71
A. 历史综述 71
B. 稀溶液的Van0t Ho状态方程 71
§16. 水的不同相对蒸汽机理论的说明 74
A. 蒸汽压曲线和Clapeyron方程 74
B. 冰和水之间的相平衡 77
C. 饱和蒸汽的比热 78
§17. 相平衡理论综述 80
A. 水的三相点 80
B. Gibbs相律 82
C. 稀溶液的Raoult定律 84
D. Henry吸收定律(1803) 86
§18. 原电池的电动势 87
A. 电化学势 88
B. Daniell电池(1836) 89
C. 个体反应缩简为总体反应 90
D. Gibbs-Helmholtz基本方程 91
E. 实例 92
F. 对基本方程积分的说明 93
§19. 铁磁性与顺磁性 94
A. 磁化功和状态的磁方程 94
B. 顺磁质的Langevin方程 96
C. 铁磁现象的Weiss理论 97
D. 比热cH和cM 100
E. 磁热效应 104
§20. 黑体辐射 105
A. Kirchho定律 106
B. Stefan-Boltzmann定律 108
C. Wien定律 109
D. Planck辐射定律 113
§21. 不可逆过程近平衡过程热力学 119
A. 热传导和局域熵产生 119
B. 各向异性体中的热传导和Onsager互易关系 121
C. 热电现象 122
D. 内部变换 127
E. 一般关系 128
F. 不可逆过程热力学理论的局限性 130
第3章 气体动力学基本理论 131
§22. 理想气体状态方程 131
§23. Maxwell速度分布 135
A. 单原子气体的Maxwell分布1860年的证明 135
B. 数值和实验结果 138
C. 能量分布总评Boltzmann因子 139
§24. Brown运动 140
§25. 对顺磁质的统计讨论 145
A. 经典的Langevin 函数 146
B. 借助于量子力学对Langevin函数的修正 148
§26. van der Waals方程中常量的统计意义 149
A. 分子体积与常量 149
B. van der Waals内聚力与常量151
§27. 平均自由程问题 153
A. 一个特殊情况下平均自由程的计算 153
B. 黏度 154
C. 热导率 157
D. 一些与平均自由程概念相关问题的总评 159
第4章 统计学的普遍理论：组合方法 161
§28. Liouville定理，空间和空间 161
A. 多维空间（相空间） 161
B. Liouville定理 162
C. 理想气体的等概率 163
§29. Boltzmann原理 165
A. 用排列来量化热力学概率 166
B. 用最大概率来度量熵 168
C. 元胞的合并 170
§30. 与热力学对照 171
A. 等容过程 171
B. 无外力情况下气体经历的一般过程 172
C. 外力场中的气体；Boltzmann因子 173
D. Maxwell-Boltzmann速度分布律 174
E. 混合气体 175
§31. 比热和刚性分子的能量 176
A. 单原子分子气体 176
B. 气体组成和双原子分子 178
C. 多原子分子气体和Kelvin的乌云 181
§32. 考虑分子振动的比热和固体的比热 182
A. 双原子分子 182
B. 多原子分子气体 183
C. 固体和Dulong-Petit规则 183
§33. 振动能量的量子化 183
A. 线性振子 184
B. 固体 186
C. 推广到任意量子态 187
§34. 转动能量的量子化 188
§35. 关于辐射理论和固体的补充材料 191
A. 自然振动方法 191
B. 固体比热的Debye理论 192
§36. 空间的配分函数 193
A. Gibbs条件 194
B. 与Boltzmann方法的关系 195
C. 量子效应引起的修正 197
D. Gibbs假设分析 199
§37. 量子统计基础 200
A. 全同粒子的量子统计 200
B. Darwin和Fowler的方法 201
C. Bose-Einstein和Fermi-Dirac分布 203
D. 鞍点方法 204
§38. 简并气体 207
A. Bose-Einstein和Fermi-Dirac分布 207
B. 气体简并度 210
C. 高简并度的Bose-Einstein气体 212
§39. 金属电子气 215
A. Drude理论的评价性介绍 215
B. 完全简并Fermi-Dirac气体 216
C. 近完全简并 219
D. 特殊问题 220
§40. 方均涨落 223
第5章 精确的气体动理学的概述 229
§41. Maxwell-Boltzmann碰撞理论 229
A. 气体动理学中态的描述 229
B. f随时间的变化 231
C. 弹性碰撞定律 232
D. Boltzmann的碰撞积分 234
E. Boltzmann关于分子混沌的假设 235
§42. H-定理和Maxwell分布 236
A. H-定理 236
B. Maxwell分布 239
C. 平衡态分布 241
§43. 流体动力学的基本公式 242
A. 分布函数的级数展开 242
B. Maxwell的输运方程 244
C. 质量守恒 246
D. 动量守恒 247
E. 能量守恒 248
F. 熵定理 251
§44. 关于碰撞方程的积分 253
A. 利用矩方程积分 253
B. 矩方程的变换 254
C. 碰撞矩的评估 256
D. 黏度和导热系数 257
§45. 电导率和Wiedemann-Franz定律 261
A. 金属中电子的碰撞和传输方程 261
B. 碰撞方程的近似解 263
C. 电流和能量通量 266
D. 欧姆定律 267
E. 导热系数和绝对热电动势 268
F. Wiedemann-Franz定律 269
习题 271
习题解答 279
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