Understanding Thermodynamics pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Dover Publications

作者:Ness, H.C.Van

出品人:

页数:103

译者:

出版时间:1983-1-1

价格:USD 9.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780486632773

丛书系列:

图书标签:

物理
Physics
英语
热力学
工程热力学
物理学
能源
传热
流体力学
统计热力学
化学热力学
热机
热力学性质

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具体描述

Grappling with the first and second laws of thermodynamics can test the intellectual mettle of even the most dedicated student of the physical sciences. Approaching the subject for the first time may raise more queries and doubts than are usually handled in the basic, straightforward textbook.

Based on a series of lectures delivered to 500 sophomore engineering students at Rensselaer Polytechnic Institute, Dr. Van Neer's clear, lucid treatment is readily comprehensible by undergraduate-level science and engineering students. His language is informal, his examples are vivid and lively, his perspective is fresh. This book, a companion to a basic textbook, discusses thermodynamics, a topic of profound importance in the study of physics, in a manner which elucidates fundamental concepts and demonstrates their practical applicability.

In these increasingly energy-conscious and costly times, as traditional energy sources are being depleted and revolutionary new sources are contemplated, appreciating the consequences of the laws of thermodynamics is more than a fascinating avenue of intellectual inquiry: it is a pragmatic concern imperative to all — students, scientists, engineers, technicians, politicians, businessmen, and anyone facing the energy challenges of the future. Here is help understanding concepts which will prove all-important in the next century.

an expert in the field.

概念的优雅：一部关于物质转化与能量流动的探索之旅本书并非对某一特定学科的浅尝辄止，而是邀您踏上一段追溯人类对宇宙最基本运作方式——能量流动和物质转化——的深刻理解历程。我们将一同审视那些构筑我们世界，塑造我们存在，并驱动一切变化的无形法则。想象一下，你正凝视着一杯热气腾腾的咖啡，感受着它散发出的温暖。这看似寻常的现象，实则蕴含着宇宙中最根本的动力之一：热量从高温物体流向低温物体。这种不可逆的流动，这种趋向平衡的本能，正是我们所要深入剖析的核心。本书将带你穿越历史的迷雾，去理解那些伟大的思想家们，如何从炼金术的迷信中挣脱，一步步揭示能量转换的奥秘。从早期蒸汽机的粗糙尝试，到对燃烧过程的精妙计算，再到对生命活动中能量交换的深刻洞察，我们将看到科学的火花如何点亮人类对自身及宇宙的认知。我们将从最基础的概念入手，为读者构建一个清晰而坚实的认知框架。首先，我们会探讨“能量”这一抽象却又无处不在的实体。它是什么？它如何表现？它如何存在？我们将区分动能与势能，认识到能量守恒这一宏伟的普适定律——能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，在宇宙的宏大剧场中永不停歇地演绎着变幻的舞蹈。这种守恒性，如同宇宙的基石，保证了物质世界的稳定与秩序。然而，仅仅理解能量的守恒是不够的。我们还需要理解能量转化的方向性，以及这一方向性背后隐藏的深刻哲学。这便是本书第二大核心——“熵”的概念。熵，常常被理解为“无序度”或“混乱度”，但它的真正含义远比这更为深邃。我们将揭示，在任何孤立系统中，熵总是倾向于增加，这意味着能量的转化过程并非完美无缺，总会伴随着一部分能量的耗散，转化为难以利用的热能。这便是宇宙为何会从有序走向无序，从结构走向均匀的根本原因。理解熵，就是理解时间的箭头，理解事物的不可逆性，理解为何有些过程只能前进，无法后退。我们将详细阐述热力学第一定律（能量守恒定律）和热力学第二定律（熵增定律）。第一定律告诉我们能量的总量是恒定的，如同一个封闭的钱包，里面的钱只是在不同口袋之间转移。而第二定律则揭示了能量转化的效率和方向，它更像是在描述钱包里的钱，总是会不可避免地有极少量“遗失”或变得难以找到，趋向于分散开来。我们会用生动的例子，例如发动机的工作原理、冰箱的制冷过程，以及我们身体的新陈代谢，来解释这些定律如何在微观和宏观层面发挥作用。本书的精彩之处还在于，它不仅仅停留在抽象的理论层面，而是将这些基本原理与丰富的应用场景紧密结合。我们将深入探讨各种热力学循环，如卡诺循环、奥托循环、狄塞尔循环等，理解它们如何驱动着现代工业的巨轮。从为城市提供动力的发电厂，到在我们掌中跳跃的手机，再到翱翔于蓝天的飞机，无不闪耀着热力学定律的光辉。我们会解析内燃机如何将燃料的化学能转化为机械能，蒸汽机如何利用水蒸气的膨胀做功，以及制冷系统如何利用能量的定向流动创造低温环境。进一步地，本书将把我们的视野扩展到更广阔的领域。我们将探讨化学反应中的能量变化，理解为什么有些反应会释放能量（放热反应），而有些则需要吸收能量（吸热反应）。这对于理解化学合成、生物体的能量供应，甚至地球的化学循环都至关重要。我们将审视相变过程中能量的吸收与释放，例如冰融化成水，水蒸发成蒸汽，以及这些过程在自然界和工业生产中的重要性。本书还将触及更具挑战性的概念，如熵在统计力学中的微观诠释，以及热力学在宇宙学中的应用。我们将探讨微观粒子如何通过统计规律展现出宏观的热力学行为，以及熵增定律如何为理解宇宙的演化提供一个重要的视角。你将了解到，这些看似遥远的理论，实则与我们日常生活的方方面面息息相关，它们是理解我们所处世界的钥匙。我们不会回避热力学中那些看似令人困惑的细节，例如“自由能”的概念，它如何结合焓和熵来预测化学反应的自发性。我们将逐步引导读者理解吉布斯自由能和亥姆霍兹自由能的意义，以及它们在判断一个过程是否能够自发进行方面的重要性。这有助于我们理解为何某些化学反应能够发生，而另一些则需要外部条件的帮助。本书的写作风格力求清晰、流畅，并富有启发性。我们相信，科学的美丽在于其内在的逻辑性和普适性。通过对热力学基本原理的深入探讨，读者将不仅获得知识，更能培养一种严谨的科学思维方式，学会如何从基本原理出发，去分析和理解复杂的自然现象。我们将通过精心设计的例子和类比，帮助读者建立直观的理解，从而将抽象的概念具象化。总而言之，本书是一次对物质世界运行规律的全面而深刻的探索。它将带领你穿越能量的转化，理解熵的无情脚步，并最终揭示出支配我们宇宙的那些优雅而强大的法则。无论你是希望加深对物理科学的理解，还是对自然界的好奇心驱使，本书都将为你提供一条清晰而引人入胜的学习路径，让你领略到概念的深度与力量。它将为你打开一扇窗，让你得以窥见那隐藏在万事万物背后的，最根本的运作机制。

作者简介

Dr. H. C. Van Ness is a distinguished professor of chemical engineering at Rensselaer Polytechnic Institute and co-author of several textbooks on thermodynamics. He is an unsurpassed as an expert in the field.