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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