Geochemical Thermodynamics (Second Edition) pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:The Blackburn Press

作者:Darrell Kirk Nordstrom; James L. Munoz

出品人:

页数:504

译者:

出版时间:2006-03-15

价格:USD 54.95

装帧:Paperback

isbn号码:9781932846096

丛书系列:

图书标签:

Geochemistry
Thermodynamics
Chemical Thermodynamics
Geological Chemistry
Mineralogy
Equilibrium
Phase Diagrams
Aqueous Geochemistry
High Temperature Geochemistry
Modeling

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

《地球化学热力学导论：从基础原理到前沿应用》本书聚焦：深入探索物质在地球系统中的能量转化与平衡状态内容概述本书旨在为地球化学、环境科学、材料科学以及相关工程领域的研究人员、高级本科生和研究生提供一套全面、深入且兼具实践性的地球化学热力学知识体系。我们避开了对特定教科书内容的直接引用或重述，而是构建了一个全新的框架，专注于热力学理论在理解地球化学过程中的核心作用及其现代应用。本书结构分为四个主要部分：基础理论的再构建、关键地球化学过程的热力学分析、高级热力学工具的介绍，以及环境与应用领域的拓展。第一部分：基础理论的再构建——热力学的视角重塑本部分致力于为读者重建一个坚实的、面向地球科学应用的经典和统计热力学基础。我们不满足于对基本定律的机械罗列，而是强调如何将这些定律应用于非理想系统——即地球上普遍存在的复杂多相、多组分体系。 1. 热力学基本量与状态函数：深入探讨能量、焓、熵、吉布斯自由能等核心状态函数。重点分析在变温、变压条件下，如何精确计算这些函数的微小变化，特别是如何利用热容数据（$C_p$）进行积分，以准确预测不同温度下的平衡常数。 2. 相律与化学势：详细阐述吉布斯相律（Gibbs Phase Rule）在限定复杂矿物组合和流体相态中的应用。核心内容放在化学势（Chemical Potential）的物理意义上，解释化学势如何作为驱动力，决定物质在界面上的迁移和分配。我们引入了活度系数（Activity Coefficient）的概念，并比较了不同模型（如离子强度修正、Pitzer模型）在预测高盐度水溶液中离子相互作用时的适用性和局限性。 3. 反应平衡与化学势：建立热力学反应平衡（$Delta G_r = 0$）与平衡常数（$K$）之间的严格联系。本章详细分析了变压、变温对平衡位置的影响（利用 $frac{dln K}{dT} = frac{Delta H}{RT^2}$ 和 $frac{dln K}{dP} = -frac{Delta V}{RT}$），这是理解岩浆分异、变质反应和流体-矿物相互作用的关键。第二部分：关键地球化学过程的热力学分析本部分将理论知识转化为解决实际地球化学问题的工具，重点分析溶解、沉淀、氧化还原反应以及扩散过程的热力学驱动力。 4. 溶解与沉淀动力学驱动力：深入研究矿物在水中的溶解平衡。我们详细考察溶解度随温度和压力的变化规律，并引入饱和指数（Saturation Index, SI）的概念，不仅用于判断系统是否过饱和，更侧重于分析驱动沉淀或溶解的吉布斯自由能改变量。针对复杂矿物体系，讨论固溶体（Solid Solutions）的热力学处理方法，特别是如何利用偏摩尔量（Partial Molar Quantities）来描述组分在晶格中的非理想混合行为。 5. 氧化还原平衡：这是理解地壳和地幔化学演化、以及环境污染控制的关键。本章以电子活度（$f_{e^-}$）或电位（$E_h$）作为度量标准，系统分析涉及变价金属（如铁、锰、硫）的氧化还原反应。详细介绍Pourbaix图（Eh-pH图）的构建原理和应用，强调其在预测水岩相互作用界面上的化学状态的重要性。 6. 界面与表面热力学：探讨固体表面对化学反应的催化和吸附作用。引入表面张力、表面能等概念，解释为什么小颗粒或纳米材料具有显著不同的溶解度和反应活性。重点分析特定离子在矿物表面上的吸附平衡，这对于环境修复和地球流体地球化学至关重要。第三部分：高级热力学工具与数值方法本部分面向具有一定热力学基础的读者，介绍处理复杂非理想体系所需的高级数学工具和计算策略。 7. 多变量优化与拉格朗日乘数法：在多相、多组分体系中，系统的平衡状态往往是多个约束条件下的吉布斯自由能最小值。本章介绍如何利用拉格朗日乘数法来求解这种约束优化问题，这是现代地球化学模拟软件的核心算法基础。 8. 统计热力学简介与微观视角：提供一个非经典的视角，将宏观热力学量与微观粒子行为联系起来。讨论如何利用配分函数（Partition Function）来计算特定温度下的熵和吉布斯自由能，尤其是在处理气体、离子溶剂化或晶格振动等问题时，统计方法提供了对经典热力学的深刻补充。第四部分：环境与应用热力学拓展本部分关注热力学原理在当代地球科学和工程挑战中的实际应用。 9. 热力学与地球动力学：将热力学应用于深部过程。分析地幔矿物相变（如橄榄石到尖晶石结构转变）的热力学驱动力，以及这些相变如何影响地幔的粘滞性和对流模式。讨论高压下物质的体积变化对地球内部热力学结构的影响。 10. 热力学在环境化学中的应用：详细考察地球化学热力学如何用于预测污染物（如重金属、有机物）在土壤、沉积物和地下水中的迁移和归宿。重点分析络合作用（Complexation）对金属溶解度和活性影响的热力学模型，以及如何利用热力学数据来设计有效的土壤修复策略。 11. 反应速率与热力学框架的结合：虽然热力学不直接涉及时间因素，但它为反应速率提供了极限约束。本章探讨了热力学驱动力（$Delta G$）与反应速率常数之间的关系，特别是在非平衡态过程（如矿物成核与生长）中，热力学势能如何引导系统走向稳定状态。总结本书力求提供一个严谨、全面且与时俱进的地球化学热力学教程。通过强调物理化学原理在复杂地球系统中的应用，本书将帮助读者建立起从分子尺度到行星尺度的统一热力学思维模式，为解决前沿的地球科学问题奠定坚实的理论基础。