复杂系统的热力学 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:Sertorio, Luigi

出品人:

页数:208

译者:

出版时间:1999-12

价格:397.00元

装帧:HRD

isbn号码:9789971509781

丛书系列:

图书标签:

复杂系统
热力学
非平衡态
统计物理
熵
相变
自组织
复杂性科学
动力系统
信息论

下载链接在页面底部

facebook linkedin mastodon messenger pinterest reddit telegram twitter viber vkontakte whatsapp 复制链接

想要找书就要到本本书屋

onlinetoolsland.com

立刻按 ctrl+D收藏本页

你会得到大惊喜!!

具体描述

好的，这是一本关于经典热力学基础及其在宏观系统中的应用的著作的详细简介。 --- 《经典热力学原理与应用》本书简介《经典热力学原理与应用》是一部系统而深入的教科书，旨在为读者构建一个坚实、清晰的经典热力学知识框架。本书的焦点集中在宏观物理学领域，详细阐述了热力学第一、第二和第三定律，并将其作为理解物质和能量转换的基础工具。本书内容严格限定在经典热力学的范畴内，不涉及统计力学的微观解释，也不探讨复杂系统（如混沌、分形或非平衡态下的非线性动力学）中的热力学延伸。全书结构严谨，逻辑推进自然，从最基本的概念定义开始，逐步深入到更复杂的应用。我们力求通过严谨的数学推导和大量的工程实例，展示经典热力学在解决实际工程问题中的强大效力。第一部分：热力学基础与基本概念本书伊始，便确立了热力学的基本语言和工具。我们首先定义了热力学系统、边界、环境、状态、过程等核心概念，并明确了准静态过程与平衡态的严格界限。温度、热量与零定律：详细讨论了温度的量纲和测量方法，特别是热平衡的概念及其重要性，即热力学零定律作为温度定义的基石。我们清晰区分了热量（$Q$）作为能量传递形式的本质，并介绍了计量热量的基本实验方法。功的定义与形式：系统的功（$W$）的定义是本书的另一重点。我们系统地分析了不同形式的宏观功，包括体积功（压力-体积功）、电功、表面张力功等。对 $P-V$ 图上的功的几何意义进行了详尽的解释，强调了功的路径依赖性。能量形式与内能：内能（$U$）被引入为状态函数，其变化量仅依赖于系统的初始和最终状态。通过对理想气体实验的分析，确立了内能的物理图像。第二部分：热力学基本定律热力学第一定律：这一部分是全书的基石。我们以能量守恒定律为核心，建立了 $Delta U = Q + W$ 的关系式，并严格区分了系统做功和外界对系统做功的符号约定。本书详细讨论了第一定律在定容过程、定压过程、等温过程和绝热过程中的具体应用，并引入了焓（$H$）的概念，阐述了其在定压过程中的方便性。热力学第二定律：第二定律的引入标志着热力学分析进入了方向性。我们采用了克劳修斯（Clausius）和开尔文-普朗克（Kelvin-Planck）的表述，并证明了它们之间的等价性。重点阐述了卡诺循环（Carnot Cycle）作为理论上的最高效率循环的地位，以及它如何导出了温度的“热力学温标”。熵（Entropy）的引入与性质：熵作为第二定律的度量，被严格定义为状态函数。我们详细推导了熵的微小变化量 $dS = frac{delta Q_{ ext{rev}}}{T}$，并讨论了熵增加原理在孤立系统中的普适性。本书通过分析不可逆过程（如自由膨胀、摩擦），展示了熵增是自然过程的内在驱动力。热力学第三定律：我们介绍了第三定律的几种表述形式，特别是普朗克关于纯晶体在绝对零度时熵趋于零的表述，并讨论了它在确定绝对熵值方面的意义，尽管在经典热力学框架内，绝对零度是不可达的。第三部分：热力学关系式与物质性质热力学势（Thermodynamic Potentials）：引入了四个核心的热力学势：内能 $U$、焓 $H$、亥姆霍兹自由能 $A$（或称Helmholtz Function）和吉布斯自由能 $G$（或称Gibbs Function）。本书通过勒让德变换（Legendre Transformations）推导出它们之间的关系，并详细展示了麦克斯韦关系式（Maxwell Relations）的推导过程。这些关系式是连接宏观可测量的量（如热容、体积膨胀系数）与内禀性质的关键桥梁。热力学关系式的应用：重点讲解了如何利用这些关系式计算和预测物质的热力学行为，例如：如何从等温压缩系数和热膨胀系数推导出内能和比热对体积的偏导数。相变与吉布斯相律：深入探讨了一级相变（如熔化、汽化）的特征，包括相变潜热和克拉珀龙方程（Clapeyron Equation）。最后，本书系统地推导并应用了吉布斯相律（Gibbs Phase Rule，$F = C - P + 2$），展示了它在描述多组分多相平衡系统（如纯物质或混合物）中的强大预测能力。第四部分：热力学过程与工程应用本部分将理论知识应用于具体的工程和物理过程分析，所有分析均严格基于经典热力学框架。气体性质的工程分析：详述了理想气体和真实气体（如范德华气体）的热力学过程。重点分析了气体压缩和膨胀过程，包括等熵过程（Isentropic Process）作为理想的可逆绝热过程的分析。热机与制冷循环：对工程中最常见的循环进行了深入的分析，包括：蒸汽动力循环：朗肯循环（Rankine Cycle）的详细分析，考虑了过热和再热等改进措施。燃气轮机循环：布雷顿循环（Brayton Cycle）及其在燃气轮机中的应用。制冷与热泵循环：蒸汽压缩制冷循环的原理、效率计算和性能系数（COP）的确定。化学热力学的初步接触：简要介绍了热力学在化学反应中的应用，主要集中在恒温恒压下的反应方向判断——通过吉布斯自由能的变化 ($Delta G < 0$) 来预测反应的自发性。本书的特点：本书的叙述风格力求清晰、精确，避免任何模糊的描述。例题和习题设计旨在帮助读者巩固理论知识，并提升其运用热力学定律解决实际问题的能力。我们始终坚持热力学作为一门描述宏观现象的经验性科学的立场，其结论独立于分子层面的细节。本书适合作为大学物理、化学工程、机械工程等专业的基础热力学课程教材或参考书。

作者简介

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的整体结构设计极其巧妙，像一个精心设计的迷宫，你需要沿着作者设置的逻辑链条不断深入，才能领略到最终的宏伟全貌。我惊喜地发现，作者对于如何处理时间箭头和不可逆性在复杂系统中的角色有着独到的见解，这超越了经典热力学对时间对称性的处理方式。书中探讨了为什么某些耗散系统会表现出类似生命体的“目的性”，而这种“目的性”并非来自外部编程，而是内生的、源于其驱动其存在的能量流。我特别喜欢书中对于“鲁棒性”的讨论，作者将其归结为系统在能级景观中对特定耗散路径的“偏好”，这提供了一个非常物理化的解释，替代了许多社会科学中含糊的描述。阅读过程中，那种清晰的逻辑推导与对自然界深层规律的感悟交织在一起，让人欲罢不能。这本书不仅是知识的积累，更是一种思维模式的重塑，它教会我如何用更“动态”的眼光去看待这个由能量驱动的世界。

评分☆☆☆☆☆

这部著作给我带来了强烈的震撼，它不是那种传统的、聚焦于某个特定领域物理学的教科书，而更像是一次对“复杂性”这一宏大主题的哲学式探索。作者并没有沉溺于繁琐的数学推导，而是巧妙地搭建了一个概念框架，将看似不相关的现象——从生物演化到金融市场波动，再到信息处理的效率极限——统一置于一个更基础的、关于能量耗散和结构涌现的视角之下。读起来的感受是，每翻开一页，就好像推开了一扇通往全新认知世界的窗户。我特别欣赏作者在处理“涌现”问题时的那种克制而又充满洞察力的笔触，他没有给出万能的答案，而是清晰地勾勒出了边界条件和系统组织的基本法则。例如，他对自组织临界现象的讨论，让我对自然界中普遍存在的“塔状结构”有了全新的理解，远超出了教科书上关于相变的简单描述。这本书需要读者投入相当的精力去消化，因为它要求你暂时放下对“还原论”的依赖，去拥抱整体的、动态的视角。它迫使我重新审视我们习以为常的那些线性思维定式，并开始用概率和信息流动的角度去重新构建我对世界的认知模型。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格充满了学者特有的精准和诗意，形成了一种奇特的张力。它避免了过于学术化的晦涩术语，却又能在不牺牲严谨性的前提下，描绘出宏大而精密的理论图景。我印象特别深刻的是作者对于“能流”在系统维持中的核心作用的阐述。他巧妙地利用热力学语言来描述资源的输入和输出如何塑造了特定结构的寿命和效率。这种对“过程”而非“状态”的强调，是整本书中最具革命性的地方之一。它让我们不再仅仅关注系统目前的结构如何，而是追问：是什么样的能量梯度和耗散路径，使得这个结构能够持续存在？书中对信息论与能量代谢耦合的探讨，虽然只有寥寥数语，却为我后续的研究指明了一个全新的方向，那就是在更基础的物理层面上量化复杂性的“成本”。这本书的价值在于，它提供了一套全新的工具箱，用于分析那些由非线性反馈和持续扰动所塑造的系统。读完后，我感觉自己看待任何动态过程的目光都变得更加锐利和深入了。

评分☆☆☆☆☆

对于一个长期关注非平衡态动力学的人来说，这本书提供了一个极富启发性的鸟瞰视角，它成功地将理论物理学中的抽象概念与工程学、生态学中的实际问题紧密地联系起来。我最欣赏的是作者在构建理论体系时所展现出的跨学科的广度和深度。他并未将热力学视为一个孤立的分支，而是将其视为理解所有复杂演化过程的通用语言。书中对“有效温度”和“涨落”在结构形成中的角色的论述尤为精辟，这完全颠覆了我过去对系统稳定性的理解——原来，适度的、受控的随机性才是复杂系统得以存续和创新的关键驱动力。这种观点在传统的平衡态物理学中是很难找到的。阅读体验是极其烧脑却又令人愉悦的，因为每当感觉自己快要迷失在概念的迷雾中时，作者总会用一个极其贴切的、来自真实世界的类比将你拉回地面，让你立刻体会到理论的实践意义。这绝不是一本可以快速翻阅的书，它更像是一份邀请函，邀请读者进入一场关于“秩序如何从混沌中诞生”的深刻对话。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事节奏非常独特，它不像一部严谨的学术专著，更像是一系列精心编排的思维实验的集合，引导读者进行一次漫长的智力远足。我尤其被其中关于“耗散结构”的论述所吸引，作者的语言充满了画面感，仿佛能亲眼看到熵增的驱动力如何在开放系统中催生出有序的模式。他没有停留在普里戈金的经典框架上，而是将其延伸到了更高的维度，讨论了信息结构如何在远离平衡态的过程中被“锁定”下来。阅读过程中，我发现自己常常需要停下来，反复咀嚼那些看似简单的定义，因为它们背后蕴含着对系统稳定性和脆弱性的深刻洞察。比如，书中关于信息熵与物理熵之间相互转化的讨论，极大地启发了我对现代计算理论和生物存储机制的理解。那些关于“边界条件如何决定宏观行为”的论述，简洁有力，一针见血地指出了传统物理学在处理开放系统时的局限性。整本书的行文风格非常流畅，文字的张力十足，绝非枯燥的公式堆砌，而是充满了对自然界深层规律的敬畏和好奇心。

评分☆☆☆☆☆