Physicochemical Hydrodynamics pdf epub mobi txt 電子書下載在線閱讀 2026

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出版者:Wiley-Interscience

作者:Ronald F. Probstein

出品人:

頁數:416

译者:

出版時間:2003-5-21

價格:USD 103.95

裝幀:Paperback

isbn號碼:9780471458302

叢書系列:

圖書標籤:

流體力學
物理化學
界麵科學
輸運現象
熱力學
統計物理
軟物質物理
非平衡態熱力學
分子動力學
計算物理

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具體描述

Since the first publication of the book, a surge of interest in physicochemical hydrodynamics (PCH) has produced a flurry of advances in the field, as researchers became aware of the subject's practical applications across numerous disciplines. The Second Edition of Ronald F. Probstein's Physicochemical Hydrodynamics is significantly expanded and revised to provide increased coverage of the field. All of the material was supplemented with problems for students, and a solutions manual is available for instructors. The continued demand for the book necessitates that the Second Edition be reprinted in paperback so that it may be more widely available to students and practitioners. This highly respected book emphasizes rational theory and its consequences to demonstrate the underlying unity of PCH, which allows diverse phenomena to be described in physically and mathematically similar ways. Physicochemical Hydrodynamics communicates the fundamentals while, at the same time, conveying the importance of applications of PCH to a variety of fields, including: mechanical, chemical, and environmental engineering; materials science, biotechnology, microfluidics, and fluid aspects of nanotechnology. Numerous illustrations, analogies, and examples highlight the text and help to clarify and solidify students' and professionals' understanding of the material.

凝聚態物質的界麵現象與動力學：流體力學與物質輸運的深度交融本書深入探討瞭復雜流體係統中的界麵現象、物質輸運機製及其動力學行為，聚焦於那些由多相共存、化學勢梯度驅動的微觀與宏觀過程。它為研究人員和高階學生提供瞭一個整閤性的視角，將經典流體力學、統計物理學以及界麵化學的基本原理融會貫通，以理解從納米尺度到工程尺度的各種物理化學過程。第一部分：基礎理論與界麵張力本書的開篇聚焦於熱力學基礎，特彆是適用於非均勻係統的吉布斯（Gibbs）理論。詳細闡述瞭麯麵張力（Surface Tension）的精確定義及其在不同體係（如液體-蒸汽、液體-液體、固體-液體）中的微觀起源。我們引入瞭局部熱力學平衡的概念，並探討瞭當係統處於非平衡狀態時，如何修正標準的拉普拉斯（Laplace）壓力方程，以準確描述彎麯界麵上的化學勢梯度。隨後，章節深入分析瞭毛細現象（Capillarity）的定量描述。這不僅僅是對楊-拉普拉斯方程的復述，更是側重於界麵接觸角（Contact Angle）的測量方法、動態接觸角滯後現象（Contact Angle Hysteresis）及其在潤濕動力學中的作用。通過引入Young-Dupré方程的修正形式，我們探討瞭界麵能量與固體錶麵粗糙度及化學異質性之間的復雜關係。第二部分：擴散、遷移與界麵反應動力學本部分是全書的理論核心，重點在於理解物質如何在界麵處交換並輸運。擴散理論的拓展：經典的Fick定律被擴展到包含非均勻介質中的梯度驅動擴散。詳細討論瞭電場、壓力梯度驅動下的電滲流（Electroosmosis）和熱泳（Thermodiffusion/Soret Effect）。通過推導Nernst-Planck方程，我們量化瞭離子在電解質溶液和多孔介質中遷移的速率，並區分瞭擴散控製與遷移控製的輸運機製。界麵反應動力學：界麵不僅是物質聚集的地方，更是化學反應和相變發生的場所。我們考察瞭界麵處的活化能壘，討論瞭錶麵活性劑（Surfactants）對界麵張力降低的動力學過程——吸附速率與脫附速率的平衡。特彆關注瞭液滴的Ostwald熟化（Ostwald Ripening）機製，通過分析界麵麯率對溶解度的影響，解釋瞭納米顆粒體係中尺寸分布的變化規律。第三部分：復雜流體與非牛頓行為現代工程和生物係統中，流體往往錶現齣復雜的非牛頓性質。本部分將流體力學與分子尺度輸運相結閤。粘彈性流體：引入瞭本構方程來描述聚閤物溶液和膠體體係的粘彈性行為，如Oldroyd-B模型和Maxwell模型。著重分析瞭拉伸流（Extensional Flow）中流體的鏈纏結和斷裂現象，這對於理解噴射成型和生物流體的輸運至關重要。懸浮液與濃縮膠體：針對高濃度粒子分散體係，我們分析瞭顆粒間相互作用力的尺度依賴性，包括長程的靜電力（DLVO理論的界麵修正）和短程的範德華力。重點討論瞭剪切稀化（Shear Thinning）現象的微觀機理，即將粒子在剪切力作用下形成的鏈狀或層狀結構進行量化描述。第四部分：界麵形變與穩定性流體界麵（如氣液界麵、油水乳液界麵）在外部驅動力下會發生形變、破碎或穩定。 Marangoni效應：這是一個由界麵張力梯度驅動的流動現象。我們詳細推導瞭Marangoni對流的驅動力項，並將其應用於薄膜塗布、液滴蒸發和焊接過程中的流動控製。重點分析瞭化學反應或溫差在界麵上引起張力梯度的具體案例。乳液與泡沫的穩定性：探討瞭乳液（Emulsions）和泡沫（Foams）的動力學穩定性。這涉及對油滴/氣泡周圍的界麵膜（Interfacial Film）的流變學性質的分析，包括膜的厚度和其對聚結（Coalescence）的阻礙作用。引入瞭Bagnold和Reynolds數在描述界麵變形下的流體慣性與粘性平衡中的作用。第五部分：多孔介質與滲流本部分將上述界麵與輸運原理應用於受限空間——多孔介質。滲流動力學：介紹瞭多孔介質的宏觀描述（孔隙度、滲透率），並深入到達西定律（Darcy's Law）的微觀驗證。重點研究瞭毛細管力在多孔介質中的主導作用，特彆是在非潤濕性流體驅替（如油藏開采或微流控芯片中）中的滯後和殘留現象。界麵對汙染物遷移的影響：討論瞭離子交換、吸附/脫附過程如何與孔隙尺度內的對流和擴散耦閤，從而影響汙染物在土壤和岩石中的長期遷移速率和分布。全書結構嚴謹，從基礎熱力學齣發，逐步引入復雜的動力學模型，旨在為理解和精確控製涉及界麵和輸運的工程和自然過程提供堅實的理論框架。

作者簡介

目錄資訊

讀後感

評分☆☆☆☆☆

用戶評價

评分☆☆☆☆☆

從整體設計理念來看，這本書似乎是在努力彌閤經典物理學與現代交叉學科之間的鴻溝。它沒有簡單地將流體力學和物理化學視為兩個獨立的學科進行介紹，而是深入探討瞭它們在微觀尺度上相互耦閤的復雜機製。例如，在處理相變和界麵動力學時，作者巧妙地引入瞭熱力學第二定律的視角來解釋驅動力，這比純粹基於牛頓運動定律的分析要深刻得多。這種跨學科的視野，使得這本書不僅僅是一本工具書，更像是一部思想史的縮影，展示瞭科學傢們是如何一步步理解物質運動的復雜規律的。我個人特彆喜歡書中對“尺度效應”的強調，它反復提醒讀者，在不同的尺度下，支配係統的物理定律和適用的模型是截然不同的，這對於避免在復雜係統中套用簡化模型至關重要。這本書需要時間來沉澱和消化，它更適閤作為研究生或資深研究人員的案頭常備，時不時地翻閱，總能從中汲取到新的、更深層次的理解，而不是被一次性讀完就束之高閣的命運所終結。

评分☆☆☆☆☆

閱讀體驗上，這本書更像是一場智力上的馬拉鬆，需要極大的專注力和持續的毅力。我通常不會一口氣讀完一個章節，而是會選擇一個相對獨立的模塊，比如專門研究範德華力的章節，然後花一整個下午的時間去消化它。這本書的術語密度非常高，許多專業名詞是反復齣現的，但作者每次使用時，都會在上下文語境中進行微妙的補充或強調，這對於鞏固記憶非常有幫助。我發現，這本書的價值並不在於快速提供答案，而在於它教會你如何提齣正確的問題。例如，在討論非牛頓流體的粘彈性模型時，它花費瞭大量篇幅來辯論不同本構方程的適用範圍和物理意義，而不是簡單地羅列它們。這迫使我不斷地去審視自己對“粘度”這個概念的理解深度。對於那些希望跳過基礎知識、直奔前沿研究的讀者來說，這本書可能會顯得稍微有些冗長，因為它對“基礎”的定義非常紮實，不放過任何一個看似微小的細節。但正因如此，當最終接觸到前沿文獻時，會發現自己已經擁有瞭一個堅不可摧的理論地基。

评分☆☆☆☆☆

這本書的索引和參考文獻部分，是我個人認為的又一個亮點。一個好的學術著作，其“身後事”——即對先前研究的引用和緻敬——同樣重要。我注意到，作者的引用覆蓋麵極廣，不僅包括瞭經典的流體力學奠基人之作，還巧妙地引入瞭近期在統計物理和軟物質領域的一些突破性成果。這錶明作者的知識結構是開放且與時俱進的。我曾利用它的參考文獻列錶，成功地追溯到瞭幾個我原本不瞭解但與我的研究方嚮高度相關的早期實驗工作，極大地拓寬瞭我的研究視野。此外，書後的名詞索引做得極其細緻，很多專業術語即使是首次齣現時也有清晰的定義標記，這在查找特定概念時節省瞭大量時間。相比於一些隻列齣章節頁碼的索引，這裏的索引更像是提供瞭一個概念地圖。我強烈建議使用者將這本書作為核心參考書，配閤其他更偏嚮實驗操作或數值模擬的教材一起使用，這樣纔能最大化地發揮其理論指導的效力。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計和裝幀質量簡直是教科書級彆的典範，那種沉穩的深藍色調，配上燙金的書名和作者信息，立刻給人一種“這是本正經學術著作”的莊嚴感。我是在一個舊書市場上偶然發現它的，當時被它厚實的紙張質感和清晰的印刷字體所吸引。拿在手裏掂量，能感受到沉甸甸的分量，這通常意味著內容是經過精心打磨和詳盡論述的。雖然我對這個領域的研究還處於初級階段，但光是翻閱目錄和前言，我就能體會到作者在結構組織上的匠心。他們似乎沒有采用那種傳統的、過於碎片化的章節安排，而是構建瞭一個邏輯嚴密、層層遞進的知識體係。比如，開篇對基本概念的界定時，就采用瞭非常宏觀的視角，先建立起一個流體力學和物理化學相互作用的框架，而不是一上來就紮入復雜的方程求解。這種處理方式，極大地降低瞭初學者的學習門檻，使得後續那些看似高深莫測的微分方程和邊界條件不再顯得那麼令人望而生畏。我特彆欣賞作者在圖錶使用上的剋製與精準，每一張插圖都恰到好處地服務於文字論證，絕無冗餘的裝飾性圖形。這種對細節的執著，讓閱讀過程變成瞭一種享受，仿佛每一頁都在邀請你深入探索背後的物理本質。

评分☆☆☆☆☆

這本書的敘事風格，坦白說，非常“學術”，但又帶著一種近乎詩意的精確性。它不是那種試圖用通俗易懂的語言來“討好”讀者的科普讀物，而是直接麵嚮需要掌握深層理論的專業人士。作者在推導復雜公式時，展現齣的數學功底令人嘆服，每一步的過渡都清晰可循，雖然計算量巨大，但思路卻從未模糊。我記得有一次，我被一個特定的對流項卡住瞭好幾天，翻遍瞭手頭的其他參考書都覺得解釋得不夠透徹，最後還是在這本書裏找到瞭那個關鍵的假設前提和坐標變換的解釋，簡直是茅塞頓開。更難得的是，它不僅僅停留在理論的層麵，還穿插瞭大量的實際應用案例，尤其是在描述界麵張力和擴散過程時，引用瞭諸如油水乳化、生物膜形成等具體的工程問題。這種理論與實踐的緊密結閤，使得書中的每一個公式似乎都獲得瞭鮮活的生命力。我常常發現自己不再是機械地抄寫公式，而是開始思考：如果我改變其中一個參數，比如溫度或者濃度梯度，那麼係統會如何演化？這種引導性的思維訓練，纔是真正有價值的教學方法。

评分☆☆☆☆☆