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第一章 温度 1

1.1 宏观与微观 1

1.1.1 两种描述和研究方法 1

1.1.2 平衡态 4

1.2 温度 5

1.2.1 热平衡 5

1.2.2 温度概念 7

1.3 理想气体温标 8

1.4 理想气体状态方程 12

1.4.1 化学纯理想气体 12

1.4.2 混合理想气体 13

1.5 几种实际的测温方法 16

1.5.1 气体温度计的使用 16

1.5.2 电阻温度计 17

1.5.3 热电偶温度计 17

复习思考题一 18

习题一 19

第二章 气体分子运动论 23

2.1 理想气体的压强和温度 23

2.1.1 关于理想气体的微观假设 23

2.1.2 理想气体压强的微观推导 25

2.1.3 温度的微观意义 28

2.1.4 分压定律 30

2.2 理想气体的内能 31

2.2.1 能量均分定理 31

2.2.2 一个气体分子的平均能量 34

2.2.3 理想气体的内能 35

2.3 麦克斯韦速率分布定律 36

2.3.1 速率分布函数 37

2.3.2 麦克斯韦速率分布定律 38

2.3.3 平均值的计算 41

2.4 麦克斯韦速度分布定律 42

2.4.1 速度分布函数 42

2.4.2 麦克斯韦速度分布定律 43

2.4.3 麦克斯韦速率分布定律的推导 48

2.4.4 关于统计规律性 50

2.5 麦克斯韦速率分布定律的实验验证 51

2.6 玻耳兹曼分布律 重力埸中粒子按高度的分布 54

2.6.1 玻耳兹曼分布律 54

2.6.2 重力埸中粒子按高度的分布 55

2.7 实际气体等温线 58

2.8 范德瓦耳斯方程 62

2.8.1 分子间的相互作用 62

2.8.2 范德瓦耳斯方程 65

2.8.3 范德瓦耳斯等温线 67

2.9 气体分子的平均自由程 70

2.10 输运过程的宏观规律 73

2.10.1 粘滞现象 74

2.10.2 热传导现象 76

2.10.3 扩散现象 77

2.11 气体输运过程的初级微观理论 78

2.11.1 粘滞现象的微观分析 79

2.11.2 热传导现象的微观分析 82

2.11.3 扩散现象的微观分析 83

2.11.4 η、k和气体压强的关系 85

复习思考题二 87

习题二 89

第三章 热力学第一定律 95

3.1 准静态过程 95

3.2 功 97

3.3 内能 100

3.3.1 内能概念 100

3.3.2 内能的微观意义 102

3.4 热量 103

3.4.1 热量的概念 103

3.4.2 热库和准静态传热过程 106

3.5 热力学第一定律 109

3.6 热容量 112

3.6.1 热容量的定义 112

3.6.2 理想气体的热容量 114

3.6.3 固体的热容量 119

3.7 绝热过程 121

3.7.1 理想气体的准静态绝热过程 121

3.7.2 绝热自由膨胀 124

3.7.3 绝热节流过程 126

3.8 循环过程 129

3.8.1 循环过程及其效率 129

3.8.2 卡诺循环 133

3.8.3 致冷循环 136

复习思考题三 138

习题三 140

第四章 热力学第二定律 147

4.1 自然过程的方向 147

4.1.1 几个自然过程实例 147

4.1.2 各种实际过程的方向性是相互沟通的 150

4.2 热力学第二定律 153

4.2.1 热力学第二定律的宏观表述 153

4.2.2 自然过程方向性的微观意义 155

4.3 卡诺定理 158

4.3.1 不可逆过程和可逆过程 158

4.3.2 卡诺定理 160

4.3.3 热力学温标 162

4.3.4 卡诺定理的应用举例——克拉珀龙方程 164

4.4 熵 166

4.5 熵增加原理 172

4.5.1 熵和不可逆 172

4.5.2 熵和能量退化 174

4.6 熵的微观意义 178

复习思考题四 182

习题四 184

附录Ⅰ 关于物性的若干问题 188

Ⅰ.1 物体的热膨胀 188

复习思考题 191

习题 191

Ⅰ.2 固体的弹性 192

1.2.1 弹性和塑性 192

1.2.2 拉伸和压缩 194

1.2.3 切变 196

Ⅰ.2.4 体积压缩形变 197

习题 198

1.3 晶体和非晶体 199

Ⅰ.3.1 晶体和非晶体的宏观区别 199

1.3.2 晶体和非晶体的微观结构 202

Ⅰ.3.3 液晶 205

Ⅰ.4 液体的表面现象 207

Ⅰ.4.1 表面张力 207

Ⅰ.4.2 球形液面内外的压强差 210

Ⅰ.4.3 液体与固体接触处的表面现象 213

Ⅰ.4.4 毛细现象 215

复习思考题 219

习题 219

附录Ⅱ 空气的湿度 222

Ⅱ.1 空气的湿度 绝对湿度和相对湿度 222

Ⅱ.2 空气的露点 224

附录Ⅲ 真空的获得及测量 225

Ⅲ.1 真空的获得 225

Ⅲ.2 真空的测量 230

附录Ⅳ 临界温度很低的气体的液化 低温的获得 234

习题答案 237