Introduction to Molecular Thermodynamics pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Hanson, Robert M./ Green, Susan

出品人:

页数:318

译者:

出版时间:2008-7

价格:$ 52.55

装帧:

isbn号码:9781891389498

丛书系列:

图书标签:

Molecular Thermodynamics
Thermodynamics
Statistical Mechanics
Chemical Engineering
Physical Chemistry
Energy
Entropy
Equilibrium
Molecular Simulation
Heat Transfer

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具体描述

This book takes readers on an adventure into the inner workings of the molecular world, following a logical step-by-step progression of ideas and examples from the field.It helps readers understand the world around them in molecular terms. It features helpful pedagogy, including chapter ending-summaries, problems and brain teasers, with answers provided at the end of the book. It is filled with real-world examples ranging from casinos to lasers to endangered coral reefs.Starting with just a few basic principles of probability and the distribution of energy, the book takes students on an adventure into the inner workings of the molecular world like no other, from probability to Gibbs energy and beyond, following a logical step-by-step progression of ideas.

深入探索热力学与统计力学的前沿：一本面向未来的教材书名： Advanced Statistical Mechanics and Quantum Thermodynamics: From Foundations to Modern Applications 作者： Dr. Eleanor Vance & Prof. Kenji Tanaka --- 本书简介：本书旨在为高年级本科生、研究生以及科研人员提供一套全面、深入且极具前瞻性的统计力学和量子热力学教材。我们深知，尽管分子热力学是理解物质宏观性质的基石，但要真正驾驭现代物理学、化学和材料科学中的复杂系统，必须掌握超越经典范畴的、更精细的统计描述方法。本书将带领读者从严谨的数学基础出发，攀登至前沿的理论应用，重点关注在非平衡、强关联以及量子效应显著的体系中的热力学行为。第一部分：统计力学的严谨基础与经典极限的超越本书伊始，我们将对经典统计力学进行一次深入的再审视。不同于侧重于平衡态的传统入门教材，本部分将强调微正则系综、正则系综和巨正则系综的数学构建与物理诠释的细微差别，并引入相空间密度演化的概念，为后续的动力学描述打下基础。我们不仅会详细讨论理想气体、完美晶体等基础模型的精确解，更会着重分析平均场理论（Mean-Field Theory）的局限性及其在临界现象描述中的作用。随后，我们将无缝过渡到量子统计力学的核心。核心章节将详尽阐述玻色-爱因斯坦统计和费米-狄拉克统计的推导，强调量子涨落（Quantum Fluctuations）在决定系统行为中的关键作用。对于费米子系统，我们将深入探讨简并半金属和超导体的低能激发特性，包括对BCS理论的细致剖析，解释配对机制如何从根本上改变系统的热力学响应。第二部分：非平衡态与动力学：从布朗运动到信息论理解系统的演化过程是现代物理学的核心挑战之一。本书的第二部分将完全致力于非平衡态统计力学（Non-Equilibrium Statistical Mechanics, NESS）。我们将从朗之万方程（Langevin Equation）和福克-普朗克方程（Fokker-Planck Equation）出发，建立描述粒子在随机力作用下输运现象的动力学框架。这部分内容将详细介绍格林-久保关系（Green-Kubo Relations），这是连接微观动力学与宏观输运系数（如电导率、热导率）的桥梁，并讨论其在计算线性响应理论中的实际应用。更为关键的是，本书将引入信息论视角下的热力学。我们将深入探讨杰恩斯最大熵原理（Jaynes' Maximum Entropy Principle），展示如何用信息论原理来构建最合理的统计模型，尤其是在观测数据有限的情况下。随后，我们将聚焦于涨落定理（Fluctuation Theorems），如Jarzynski等时序重排关系，探讨它们如何将热力学第二定律推广到短时间尺度和远离平衡的瞬时过程，这对于理解纳米尺度机器的工作原理至关重要。第三部分：量子热力学的兴起与前沿应用随着量子技术的飞速发展，量子热力学（Quantum Thermodynamics）已成为理论物理学的热点领域。本部分是本书最具前瞻性的内容。我们将探讨量子热力学区别于经典热力学的根本原因——量子相干性、量子叠加态和纠缠如何影响能量、功和热的传递。核心章节将围绕量子热机（Quantum Heat Engines）展开，分析基于量子比特、自旋系统或量子振荡子的热机效率极限，以及相干性如何可能突破经典卡诺极限（如在光子学中）。书中将详细介绍如何量化和利用量子信息资源（如纠缠和负熵）来进行功的提取。我们将分析量子压缩过程和热浴对量子态的影响，并讨论热浴的非马尔可夫特性（Non-Markovianity）对系统退相干和热化过程的深远影响。最后，本书将拓展到多体物理的前沿交叉领域： 1. 强关联系统的热力学描述：介绍密度矩阵重整化群（DMRG）等数值方法在揭示低维系统中基态与激发态热力学性质中的应用。 2. 量子引力和热力学联系：对黑洞热力学的最新进展进行简要回顾，重点关注霍金辐射与信息悖论，阐述温度和熵概念在极端引力场中的推广。目标读者与教学特点：本书的难度设定高于标准的分子热力学导论，要求读者具备扎实的经典力学、电磁学和初级量子力学背景。我们采取了“理论构建—数学推导—物理诠释—现代应用”的教学路径。全书包含大量的自测习题（包含解析）和延伸阅读建议，旨在培养读者独立解决复杂热力学问题的能力，并为他们未来从事凝聚态物理、量子信息、化学动力学或复杂系统研究做好充分准备。本书不仅是一本教科书，更是一份通往统计物理学最深层秘密的探险地图。