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出版者:Brooks Cole

作者:David W. Ball

出品人:

页数:880

译者:

出版时间:2002-8-20

价格:USD 215.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780534266585

丛书系列:

图书标签:

• 物理化学
• 热力学
• 量子化学
• 化学动力学
• 统计力学
• 分子结构
• 光谱学
• 电化学
• 表面化学
• 溶液化学

好的，这是一本名为《热力学与统计物理基础》的图书简介。 --- 《热力学与统计物理基础》 本书导言 我们身处一个由能量转换和物质行为所主导的世界。从宏观的星系运动到微观的分子涨落，物理学努力揭示驱动这一切的基本法则。本书《热力学与统计物理基础》旨在为读者提供一个坚实、深入且直观的理解框架，以掌握描述物质宏观性质的热力学定律，并进一步探索这些宏观现象背后的微观统计规律。 不同于许多侧重于特定应用或过于数学化的教材，本书的核心目标是构建一个清晰的、具有物理洞察力的思维体系。我们认为，真正的理解来源于对基本原理的深刻把握及其相互联系的认知，而非仅仅是公式的堆砌。因此，本书在保持严格的数学表述的同时，始终强调物理图像的建立和概念的清晰界定。 第一部分：热力学——能量的语言 热力学是研究能量、功、热以及它们如何影响物质状态的科学。在本书的第一部分，我们将从最基本的概念出发，构建起经典热力学的完整结构。 第一章：热力学的基本概念与定律 本章首先界定了系统、环境、边界、状态量与过程等基本术语。我们深入探讨了温度的概念，以及如何通过热力学平衡来定义和测量温度。随后，我们引入了热力学第零定律，它是构建温度概念的基石。 第二章：功、热与第一定律 第一定律，能量守恒定律，是热力学的心脏。本章详细分析了功（包括体积功和非体积功）和热在系统中的传递方式。通过分析各种类型的热力学过程（如等温、等压、等容、绝热过程），我们展示了内能如何作为状态函数出现，并探讨了热容的概念及其在计算能量变化中的应用。我们特别关注了理想气体模型的适用性及其局限性。 第三章：熵与热力学第二定律 熵是热力学中最具挑战性也最深刻的概念之一。本章从克劳修斯的表述出发，引入了熵作为状态函数的概念，并详细阐述了热力学第二定律的各种等价表述（卡诺定理、克劳修斯不等式）。我们强调了熵增原理在判断自发过程方向中的核心作用。此外，本章还介绍了卡诺循环的理想化模型，并推导出其效率的极限，为后续的能量转换效率分析奠定了基础。 第四章：热力学第三定律与吉布斯函数 第三定律，关于绝对零度不可达性的断言，为我们设定了熵的参考点。在此基础上，本章聚焦于构建更实用的热力学势：亥姆霍兹自由能（F）和吉布斯自由能（G）。我们详细分析了在恒温恒容和恒温恒压条件下，吉布斯自由能作为自发过程判据的优越性。本章还探讨了纯物质相图的解读，以及克拉珀龙方程在描述相平衡方面的应用。 第五章：理想气体的深入分析与实际气体 虽然理想气体模型在第一部分被广泛使用，但本章致力于超越这一简化。我们引入了范德华方程、里德-沃伯格方程等实际气体状态方程，并分析了气体在非理想条件下的压缩因子和逸度概念。本章还涵盖了气体混合物的热力学处理，特别是道尔顿分压定律的局限性及其在拉乌尔定律中的修正。 第二部分：统计物理——微观的概率视角 热力学描述了“是什么”以及“为什么会发生”，但统计物理则解释了“为什么是这样”。本部分将桥接微观的分子动力学和宏观的热力学现象，揭示熵的统计本质。 第六章：分子运动论与气体动理论回顾 本章作为过渡，回顾了经典的气体动理论。我们从牛顿力学和概率论出发，推导了麦克斯韦-玻尔兹曼速度分布。通过计算平均速率、方均根速率等统计量，我们将分子碰撞、平均自由程等微观概念与宏观的气压、粘滞性等性质联系起来。 第七章：统计物理学的基石：系综理论 统计物理学的核心在于描述大量粒子系统的概率分布。本章详细介绍了统计系综的概念：微正则系综、正则系综和宏正则系综。我们明确了如何通过选择适当的系综来描述系统的边界条件（如能量固定、温度固定或粒子数和体积固定）。 第八章：经典统计力学：麦克斯韦-玻尔兹曼统计 在本章中，我们聚焦于处于热平衡状态的经典粒子系统。我们使用配分函数（Partition Function）作为核心工具，展示了如何从配分函数推导出所有宏观可测的热力学量，包括内能、压力、熵乃至吉布斯自由能。本章详细分析了单粒子配分函数，并将其应用于理想气体、谐振子等典型系统。我们强调了玻尔兹曼熵公式 $S = k_B ln Omega$ 的物理意义及其与热力学熵的严格联系。 第九章：量子统计：费米-狄拉克与玻色-爱因斯坦统计 在涉及电子、光子或玻色子等全同粒子系统时，经典统计不再适用。本章引入了量子统计的概念，区分了费米子和玻色子。我们详细推导了费米-狄拉克分布和玻色-爱因斯坦分布，并探讨了它们在描述电子气（如金属中的自由电子）和黑体辐射（光子气体）中的应用。特别是对费米简并效应和零点能的分析，展示了量子效应在低温下对物质性质的决定性影响。 第十章：固体与振动模型 本章将统计物理应用于固态系统。我们首先研究晶格振动的量子化——声子概念，并使用德拜模型来计算晶格热容，成功地解释了低温下热容随温度的三次方关系，这是经典晶格理论无法解释的。随后，我们讨论了电子气在固体中的行为，并简要介绍布里渊区和能带结构对材料热学性质的初步影响。 结语 《热力学与统计物理基础》的构建遵循从宏观到微观，再回到宏观的逻辑路径。读者在完成本书的学习后，不仅能够熟练运用热力学定律解决工程和化学问题，更重要的是，能够理解这些定律背后的微观概率机制。本书的最终目标是培养读者用物理学的基本原理去分析和解决复杂系统的能力，为进一步深入研究凝聚态物理、化学热力学或复杂系统理论打下坚实的基础。书中大量的例题和思考题旨在巩固理论，激发探索欲。

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这本书的出版日期是我的一个关注点，一般来说，较早出版的书籍，其基础理论部分往往更为扎实，根基也更稳固。我特别欣赏那些能够穿越时间考验的经典著作，它们所阐述的原理和思想，即便在新的理论层出不穷的今天，依然具有重要的指导意义。我倾向于从这些“老炮儿”一样的书中汲取养分，因为它们往往经历了时间的检验，能够帮助我们建立起坚实的学科框架，避免被一些过于前沿但尚未成熟的理论所误导。这本书的封面风格也暗示着它可能属于一个相对传统的学术体系，这恰恰是我所需要的。在学习一门学科时，我认为打好坚实的基础是至关重要的，而那些经过时间洗礼的经典，无疑是构建这一坚实基础的最佳选择。我希望这本书能为我提供这样一个坚实可靠的知识基石。

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我注意到这本书的出版商是一家在学术界颇有名气的出版社，这让我对其内容的质量和专业性有了初步的信任。通常，这些出版社在图书的审稿、编辑和校对流程上都非常严格，能够最大限度地保证学术内容的准确性和权威性。他们出版的书籍，往往是经过多位专家评审、内容反复推敲的精品。因此，即使我尚未深入阅读，单凭出版商这个信息，我就可以预见这本书在学术严谨性方面会有一个不错的保证。我比较看重书籍在学术上的可靠度，尤其是在学习过程中，准确无误的信息比什么都重要。一家信誉良好的出版社，在某种程度上就是一本学术书籍质量的“通行证”，能够让我更放心地投入时间和精力去阅读和学习。

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这本书的定价策略似乎传递出一种“价值不菲”的信号，这通常意味着其内容可能包含着研究的深度和独特性。在如今信息爆炸的时代，很多书籍的内容趋于同质化，而那些定价较高的书籍，往往在知识的原创性、研究的严谨性以及信息的新颖性上有所突破。我理解，高质量的学术成果往往需要付出巨大的心血和资源，而合理的定价也是对这些投入的一种认可。我希望这本书能够让我眼前一亮，在某个细分领域提供独到见解，或者对现有理论进行创新性的阐述。我会仔细审视它在市场上的定位，并结合其内容介绍，来判断它是否真的能带来我所期望的那种“物有所值”的阅读体验。毕竟，我愿意为那些真正能够拓展我视野、提升我认知深度的书籍付费。

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这本书的封面设计非常朴实，书脊上的字体和颜色搭配也相当经典，给人一种沉静而专业的阅读预感。刚翻开它，扑面而来的是厚重纸张特有的油墨香，这或许是数字化时代里，一本实体书才能带给人的独特触感。我喜欢它排版上的那种严谨，每一页的文字都规整地排列着，章节之间的过渡也显得十分流畅。虽然我还没有深入阅读，但单凭这份装帧和整体给人的感觉，就足以让我对它所承载的内容充满期待。它就像一位经验丰富的智者，静静地坐在那里，等待着我一点点去探索他深邃的思想。它的重量也恰到好处，拿在手里有一种扎实的实在感，让我觉得这不仅仅是一本书，更像是一件可以陪伴我度过漫长时光的学问载体。我喜欢那种打开一本书，就能感受到制作者用心打磨的细节，从封面到纸张，再到字体，每一个环节似乎都在诉说着它的价值。

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这本书的装帧风格给我一种“老派学者”的感觉，封面没有过多花哨的设计，而是采用了简洁、大气的布局。这种风格往往暗示着书中的内容会更加注重学术的本质，而非迎合市场潮流。我偏爱这种朴素而有力量的书籍，它们似乎更倾向于将精力集中在打磨内容上，而不是在外在的包装上做文章。我希望这本书能够呈现出一种深入骨髓的学术严谨性，字里行间透露着作者深厚的学术功底和扎实的科研态度。它不是那种一眼就能看完的“快餐读物”，而是一本需要静下心来，细细品味，反复琢磨的书。我期待在这本书中找到那种经得起推敲的学术思想，以及能够引导我深入探索相关领域的研究方法。

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