Fundamentals of Equilibrium and Steady-State Thermodynamics pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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☆☆☆☆☆

出版者:Elsevier Science

作者:N.W. Tschoegl

出品人:

页数:280

译者:

出版时间:2000-02-01

价格:USD 220.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780444504265

丛书系列:

图书标签:

[skim]
Physics-Thermodynamics
Thermodynamics
Equilibrium
Steady-State
Chemical Engineering
Physical Chemistry
Statistical Mechanics
Energy
Heat Transfer
Chemical Reactions
Engineering Thermodynamics

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具体描述

This book summarizes the salient features of both equilibrium and steady-state thermodynamic theory under a uniform postulatory viewpoint. The emphasis is upon the formal aspects and logical structure of thermodynamic theory, allowing it to emerge as a coherent whole, unfettered by much of those details which - albeit indispensable in practical applications - tend to obscure this coherent structure. Largely because of this, statistical mechanics and reference to molecular structure are, barring an occasional allusion, avoided. The treatment is, therefore, 'classical', or - using a perhaps more appropriate word - 'phenomenological'.

The volume almost exclusively deals with 'ideal' systems, given that the treatment of 'real' systems properly belongs in the realm of applied, rather than theoretical thermodynamics. For these reasons, only selected ideal systems are covered. Ideal gases are discussed extensively. The ideal solution is treated as an example of a liquid system. The amorphous ideal rubber serves as an example of a solid. The formalism developed in these sections is a model for the treatment of other, more complex systems. This short structural overview is written in the hope that a knowledge of steady-state theory will deepen readers' understanding of thermodynamics as a whole.

热力学基石：从平衡到稳态的探索《热力学基石：从平衡到稳态的探索》是一本旨在深入剖析热力学核心概念及其在各类物理、化学和工程系统中的广泛应用的著作。本书并非专注于某一特定应用领域，而是致力于构建一个坚实的基础理论框架，使读者能够理解并掌握热力学原理，并将其灵活应用于解决各种实际问题。本书的开篇，我们将从热力学的基本定律开始，逐一审视这些奠定整个学科根基的普适性原理。我们将详细阐述零定律，它确立了温度这一核心概念的定义和测量方法，并解释了温度作为系统内部分子平均动能宏观体现的意义。随后，我们将深入探讨第一定律，即能量守恒定律，阐明功、热量与内能之间的关系，以及在不同过程（如绝热、等温、等容、等压过程）中能量转化的具体表现。本书将通过大量的实例，从简单的理想气体膨胀到复杂的化学反应，展示第一定律在量化能量变化方面的强大能力。紧接着，我们将聚焦于第二定律，这是本书的重点之一。我们将探讨熵的概念，理解熵增原理如何描述自然过程的方向性，以及它与能量耗散和系统无序度的内在联系。本书将详细讲解玻尔兹曼熵公式，揭示微观态与宏观熵之间的统计学关联，并探讨克劳修斯熵的定义及其在可逆和不可逆过程中的应用。此外，我们还将深入研究几种重要的热力学势（如焓、吉布斯自由能、亥姆霍兹自由能），阐明它们如何作为判断过程自发性的判据，以及在等温等压或等温等容条件下，这些势的减小如何驱动过程向平衡态发展。在对平衡态系统进行了充分的讨论之后，本书将逐步引入稳态热力学的范畴。我们将清晰地区分平衡态与稳态，解释稳态是指系统在宏观上保持不变，但内部仍有物质或能量流动和转化的一种状态。本书将重点关注稳态系统的特征，例如能量和物质的通量，以及在稳态条件下，系统如何通过维持内部的熵产生速率来克服外部的熵产生。我们将探讨稳态过程中常见的驱动力，如温度梯度、浓度梯度和电势差，并介绍描述这些过程的数学工具，例如福勒-德根纳定律（Fick's laws）和傅里叶定律（Fourier's law）。本书的另一重要贡献在于，它将不可逆性的普遍性以及熵产生在稳态系统中的作用置于核心位置。我们将详细讨论如何量化过程的不可逆性，并引入最小熵产生原理，解释当存在多个可能的稳态时，系统倾向于选择使总熵产生最小的那个。这为理解自然系统的自组织能力和演化规律提供了重要的理论基础。为了让读者更好地理解这些抽象的概念，本书将提供丰富的应用案例。这些案例将覆盖多个学科领域，包括：物理学：从传导、对流到辐射的传热过程，分析稳态传热的机理和效率；探讨扩散过程，理解物质在浓度梯度下的输运；研究磁热效应和电热效应等耦合现象。化学：分析化学反应速率与稳态的联系，探讨催化剂在加速反应和维持稳态中的作用；研究电化学电池的充放电过程，理解能量转换的稳态特性。工程学：探讨热机（如蒸汽轮机、内燃机）的工作原理，分析其能量转换效率的极限；研究流体输运系统（如管道、泵）中的能量损耗和稳态运行；分析制冷和空调系统中的能量流动与控制。生物学：介绍生命体作为开放稳态系统的概念，解释其如何通过物质和能量的交换来维持复杂的生命活动，并探讨生物体内的代谢过程与熵产生。本书的叙述方式力求清晰、严谨且逻辑性强。在数学表述上，我们将力求简明扼要，并配以详尽的推导过程，确保读者能够理解每一个数学公式的物理意义。此外，书中将包含大量的图示和表格，以直观的方式辅助理解复杂的概念和数据。《热力学基石：从平衡到稳态的探索》不仅是一本教科书，更是一本能够激发读者对自然界普遍规律进行深入思考的指南。无论您是物理、化学、工程领域的学生，还是对热力学原理及其应用感兴趣的科研人员或从业者，本书都将为您提供一个坚实而全面的理论框架，帮助您在解决实际问题时，以更加深刻和系统的方式运用热力学知识。通过阅读本书，您将能够更深入地理解为什么能量会以特定的方式转化，以及自然系统是如何在各种约束条件下维持其动态平衡或稳态运行的。

作者简介

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事节奏把握得非常精妙，它不像有些教科书那样上来就抛出复杂的数学模型，而是非常耐心地、一步一步地引导读者进入热力学的核心思维框架。初期的章节，比如对“平衡”这个概念的探讨，作者采用了大量的类比和思想实验，这一点深得我心。我记得有一次讲到熵增原理的不可逆性时，作者引入了一个非常生活化的例子——一个缓慢混合的墨水滴，这个描述让我一下子抓住了抽象概念的精髓，远比干巴巴的数学推导来得有效。作者对于历史背景的穿插也很有学问，时不时地会提及早期科学家在探索这些基本原理时遇到的困境和突破，这使得原本枯燥的定律变得有“人情味”了。读到中期，内容开始变得密集，但作者总能在关键节点插入一些“暂停”性的总结段落，帮助读者消化刚刚学到的知识点，防止信息过载。这种循序渐进、张弛有度的叙述方式，极大地降低了初学者面对热力学这座大山的畏惧感，让人感觉每一步攀登都是脚踏实地的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计，嗯，乍一看倒是挺简洁，灰蓝色的主调配上那种经典的衬线字体，给人一种老派学术著作的感觉。我拿到手的时候，首先关注的是它的装帧质量，纸张的厚度适中，拿在手里有一定的分量，感觉是那种能经受住反复翻阅的耐用品。内页的排版布局也比较清晰，图表和公式的展示区域划分得当，虽然整体视觉上不算“花哨”，但对于一本严肃的理工科教材来说，这种朴实无华的风格反而让人觉得专业和可靠。翻阅目录，章节的逻辑性很强，从最基础的宏观概念开始，逐步深入到更复杂的系统分析，可以看出编著者在内容组织上的用心良苦。我特别留意了一下索引和术语表的位置，通常这些细节能反映出一本书在辅助学习方面的细致程度，这家出版社在这方面做得还算到位，方便查找特定概念。整体而言，从物理触感和初步的视觉印象判断，这绝对是一本踏实做学问的书籍，不会在那些花里胡哨的视觉效果上分散读者的精力，而是将重点放在知识的呈现上。它散发出的那种沉稳气息，让人有种“我要开始啃硬骨头了”的准备。

评分☆☆☆☆☆

在使用体验上，我必须赞扬这本书的符号系统和图示清晰度。在热力学这种高度依赖符号表达的学科中，符号的一致性和清晰性至关重要。这本书在这方面做到了近乎完美，一旦定义了一个符号（比如$Delta G$或者$S_{irr}$），在后续的推导中，它几乎从不轻易改变其含义，这极大地减少了阅读和理解过程中的歧义和回溯查找的麻烦。再说说图示，那些相图、T-S图或者P-V图，线条干净利落，坐标轴的标注明确无误，关键的临界点和相变路径都被清晰地标记出来。这种对视觉传达的重视，保证了复杂的空间关系和过程路径能被读者一眼洞察。可以说，这本书在细节处理上的严谨性，体现了编著者对知识传递效率的极致追求，它像一个训练有素的向导，确保读者不会在阅读的迷宫中因为符号的混乱或图示的模糊而迷失方向。

评分☆☆☆☆☆

这本书的理论深度毋庸置疑，它在处理“稳态”这一概念时，展现了超越基础热力学教材的广度。很多入门读物在涉及非平衡态时往往一带而过，但这本书却将其作为核心部分进行了深入探讨，并且巧妙地将经典热力学与更现代的统计力学观点进行了初步的衔接，尽管侧重依然在于宏观描述。例如，在讨论能量耗散和系统寿命的有限性时，作者的论述既严谨又不失洞察力，它促使读者思考：一个“稳态”系统，其稳态的维持本身是否也依赖于一个更大的、非稳态的外部环境？这种深层次的哲学思辨穿插在严密的数学推导中，让人在解开一道复杂方程的同时，也会对物理世界的运行规律产生更宏大的思考。对于已经有一定基础，希望突破现有认知瓶颈的进阶学习者来说，这本书的后半部分绝对能提供丰富的智力刺激。

评分☆☆☆☆☆

论及习题和案例分析的部分，这本书的处理方式可以说是教科书级别的典范。习题的设计梯度非常合理，从基础概念的巩固性练习，到需要综合运用多条定律的中等难度问题，再到最后那些挑战性的、需要进行大量符号操作的开放式研究题，覆盖面极广。我尤其欣赏的是，对于那些计算量较大的习题，作者不仅仅给出了最终答案，更重要的是，在随书附带的解答手册（如果内容有提供的话，我假设它有）中，对解题步骤的逻辑链条进行了详尽的阐述。这不仅仅是展示“如何计算”，更是展示“如何思考”的过程。比如，在处理一个涉及多相平衡的案例时，书中清晰地标示出每一步运用的是哪个热力学关系式，以及选择该关系式的物理前提是什么，这种对“为什么”的解释，远比单纯的“是什么”重要得多。它强迫读者在解题过程中，不断地反思和验证自己对基本假设的理解是否到位。

评分☆☆☆☆☆