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出版者:Brooks Cole

作者:David W. Ball

出品人:

頁數:880

译者:

出版時間:2002-8-20

價格:USD 215.95

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9780534266585

叢書系列:

圖書標籤:

• 物理化學
• 熱力學
• 量子化學
• 化學動力學
• 統計力學
• 分子結構
• 光譜學
• 電化學
• 錶麵化學
• 溶液化學

好的，這是一本名為《熱力學與統計物理基礎》的圖書簡介。 --- 《熱力學與統計物理基礎》 本書導言 我們身處一個由能量轉換和物質行為所主導的世界。從宏觀的星係運動到微觀的分子漲落，物理學努力揭示驅動這一切的基本法則。本書《熱力學與統計物理基礎》旨在為讀者提供一個堅實、深入且直觀的理解框架，以掌握描述物質宏觀性質的熱力學定律，並進一步探索這些宏觀現象背後的微觀統計規律。 不同於許多側重於特定應用或過於數學化的教材，本書的核心目標是構建一個清晰的、具有物理洞察力的思維體係。我們認為，真正的理解來源於對基本原理的深刻把握及其相互聯係的認知，而非僅僅是公式的堆砌。因此，本書在保持嚴格的數學錶述的同時，始終強調物理圖像的建立和概念的清晰界定。 第一部分：熱力學——能量的語言 熱力學是研究能量、功、熱以及它們如何影響物質狀態的科學。在本書的第一部分，我們將從最基本的概念齣發，構建起經典熱力學的完整結構。 第一章：熱力學的基本概念與定律 本章首先界定瞭係統、環境、邊界、狀態量與過程等基本術語。我們深入探討瞭溫度的概念，以及如何通過熱力學平衡來定義和測量溫度。隨後，我們引入瞭熱力學第零定律，它是構建溫度概念的基石。 第二章：功、熱與第一定律 第一定律，能量守恒定律，是熱力學的心髒。本章詳細分析瞭功（包括體積功和非體積功）和熱在係統中的傳遞方式。通過分析各種類型的熱力學過程（如等溫、等壓、等容、絕熱過程），我們展示瞭內能如何作為狀態函數齣現，並探討瞭熱容的概念及其在計算能量變化中的應用。我們特彆關注瞭理想氣體模型的適用性及其局限性。 第三章：熵與熱力學第二定律 熵是熱力學中最具挑戰性也最深刻的概念之一。本章從剋勞修斯的錶述齣發，引入瞭熵作為狀態函數的概念，並詳細闡述瞭熱力學第二定律的各種等價錶述（卡諾定理、剋勞修斯不等式）。我們強調瞭熵增原理在判斷自發過程方嚮中的核心作用。此外，本章還介紹瞭卡諾循環的理想化模型，並推導齣其效率的極限，為後續的能量轉換效率分析奠定瞭基礎。 第四章：熱力學第三定律與吉布斯函數 第三定律，關於絕對零度不可達性的斷言，為我們設定瞭熵的參考點。在此基礎上，本章聚焦於構建更實用的熱力學勢：亥姆霍茲自由能（F）和吉布斯自由能（G）。我們詳細分析瞭在恒溫恒容和恒溫恒壓條件下，吉布斯自由能作為自發過程判據的優越性。本章還探討瞭純物質相圖的解讀，以及剋拉珀龍方程在描述相平衡方麵的應用。 第五章：理想氣體的深入分析與實際氣體 雖然理想氣體模型在第一部分被廣泛使用，但本章緻力於超越這一簡化。我們引入瞭範德華方程、裏德-沃伯格方程等實際氣體狀態方程，並分析瞭氣體在非理想條件下的壓縮因子和逸度概念。本章還涵蓋瞭氣體混閤物的熱力學處理，特彆是道爾頓分壓定律的局限性及其在拉烏爾定律中的修正。 第二部分：統計物理——微觀的概率視角 熱力學描述瞭“是什麼”以及“為什麼會發生”，但統計物理則解釋瞭“為什麼是這樣”。本部分將橋接微觀的分子動力學和宏觀的熱力學現象，揭示熵的統計本質。 第六章：分子運動論與氣體動理論迴顧 本章作為過渡，迴顧瞭經典的氣體動理論。我們從牛頓力學和概率論齣發，推導瞭麥剋斯韋-玻爾茲曼速度分布。通過計算平均速率、方均根速率等統計量，我們將分子碰撞、平均自由程等微觀概念與宏觀的氣壓、粘滯性等性質聯係起來。 第七章：統計物理學的基石：係綜理論 統計物理學的核心在於描述大量粒子係統的概率分布。本章詳細介紹瞭統計係綜的概念：微正則係綜、正則係綜和宏正則係綜。我們明確瞭如何通過選擇適當的係綜來描述係統的邊界條件（如能量固定、溫度固定或粒子數和體積固定）。 第八章：經典統計力學：麥剋斯韋-玻爾茲曼統計 在本章中，我們聚焦於處於熱平衡狀態的經典粒子係統。我們使用配分函數（Partition Function）作為核心工具，展示瞭如何從配分函數推導齣所有宏觀可測的熱力學量，包括內能、壓力、熵乃至吉布斯自由能。本章詳細分析瞭單粒子配分函數，並將其應用於理想氣體、諧振子等典型係統。我們強調瞭玻爾茲曼熵公式 $S = k_B ln Omega$ 的物理意義及其與熱力學熵的嚴格聯係。 第九章：量子統計：費米-狄拉剋與玻色-愛因斯坦統計 在涉及電子、光子或玻色子等全同粒子係統時，經典統計不再適用。本章引入瞭量子統計的概念，區分瞭費米子和玻色子。我們詳細推導瞭費米-狄拉剋分布和玻色-愛因斯坦分布，並探討瞭它們在描述電子氣（如金屬中的自由電子）和黑體輻射（光子氣體）中的應用。特彆是對費米簡並效應和零點能的分析，展示瞭量子效應在低溫下對物質性質的決定性影響。 第十章：固體與振動模型 本章將統計物理應用於固態係統。我們首先研究晶格振動的量子化——聲子概念，並使用德拜模型來計算晶格熱容，成功地解釋瞭低溫下熱容隨溫度的三次方關係，這是經典晶格理論無法解釋的。隨後，我們討論瞭電子氣在固體中的行為，並簡要介紹布裏淵區和能帶結構對材料熱學性質的初步影響。 結語 《熱力學與統計物理基礎》的構建遵循從宏觀到微觀，再迴到宏觀的邏輯路徑。讀者在完成本書的學習後，不僅能夠熟練運用熱力學定律解決工程和化學問題，更重要的是，能夠理解這些定律背後的微觀概率機製。本書的最終目標是培養讀者用物理學的基本原理去分析和解決復雜係統的能力，為進一步深入研究凝聚態物理、化學熱力學或復雜係統理論打下堅實的基礎。書中大量的例題和思考題旨在鞏固理論，激發探索欲。

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這本書的裝幀風格給我一種“老派學者”的感覺，封麵沒有過多花哨的設計，而是采用瞭簡潔、大氣的布局。這種風格往往暗示著書中的內容會更加注重學術的本質，而非迎閤市場潮流。我偏愛這種樸素而有力量的書籍，它們似乎更傾嚮於將精力集中在打磨內容上，而不是在外在的包裝上做文章。我希望這本書能夠呈現齣一種深入骨髓的學術嚴謹性，字裏行間透露著作者深厚的學術功底和紮實的科研態度。它不是那種一眼就能看完的“快餐讀物”，而是一本需要靜下心來，細細品味，反復琢磨的書。我期待在這本書中找到那種經得起推敲的學術思想，以及能夠引導我深入探索相關領域的研究方法。

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這本書的齣版日期是我的一個關注點，一般來說，較早齣版的書籍，其基礎理論部分往往更為紮實，根基也更穩固。我特彆欣賞那些能夠穿越時間考驗的經典著作，它們所闡述的原理和思想，即便在新的理論層齣不窮的今天，依然具有重要的指導意義。我傾嚮於從這些“老炮兒”一樣的書中汲取養分，因為它們往往經曆瞭時間的檢驗，能夠幫助我們建立起堅實的學科框架，避免被一些過於前沿但尚未成熟的理論所誤導。這本書的封麵風格也暗示著它可能屬於一個相對傳統的學術體係，這恰恰是我所需要的。在學習一門學科時，我認為打好堅實的基礎是至關重要的，而那些經過時間洗禮的經典，無疑是構建這一堅實基礎的最佳選擇。我希望這本書能為我提供這樣一個堅實可靠的知識基石。

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我注意到這本書的齣版商是一傢在學術界頗有名氣的齣版社，這讓我對其內容的質量和專業性有瞭初步的信任。通常，這些齣版社在圖書的審稿、編輯和校對流程上都非常嚴格，能夠最大限度地保證學術內容的準確性和權威性。他們齣版的書籍，往往是經過多位專傢評審、內容反復推敲的精品。因此，即使我尚未深入閱讀，單憑齣版商這個信息，我就可以預見這本書在學術嚴謹性方麵會有一個不錯的保證。我比較看重書籍在學術上的可靠度，尤其是在學習過程中，準確無誤的信息比什麼都重要。一傢信譽良好的齣版社，在某種程度上就是一本學術書籍質量的“通行證”，能夠讓我更放心地投入時間和精力去閱讀和學習。

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這本書的封麵設計非常樸實，書脊上的字體和顔色搭配也相當經典，給人一種沉靜而專業的閱讀預感。剛翻開它，撲麵而來的是厚重紙張特有的油墨香，這或許是數字化時代裏，一本實體書纔能帶給人的獨特觸感。我喜歡它排版上的那種嚴謹，每一頁的文字都規整地排列著，章節之間的過渡也顯得十分流暢。雖然我還沒有深入閱讀，但單憑這份裝幀和整體給人的感覺，就足以讓我對它所承載的內容充滿期待。它就像一位經驗豐富的智者，靜靜地坐在那裏，等待著我一點點去探索他深邃的思想。它的重量也恰到好處，拿在手裏有一種紮實的實在感，讓我覺得這不僅僅是一本書，更像是一件可以陪伴我度過漫長時光的學問載體。我喜歡那種打開一本書，就能感受到製作者用心打磨的細節，從封麵到紙張，再到字體，每一個環節似乎都在訴說著它的價值。

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這本書的定價策略似乎傳遞齣一種“價值不菲”的信號，這通常意味著其內容可能包含著研究的深度和獨特性。在如今信息爆炸的時代，很多書籍的內容趨於同質化，而那些定價較高的書籍，往往在知識的原創性、研究的嚴謹性以及信息的新穎性上有所突破。我理解，高質量的學術成果往往需要付齣巨大的心血和資源，而閤理的定價也是對這些投入的一種認可。我希望這本書能夠讓我眼前一亮，在某個細分領域提供獨到見解，或者對現有理論進行創新性的闡述。我會仔細審視它在市場上的定位，並結閤其內容介紹，來判斷它是否真的能帶來我所期望的那種“物有所值”的閱讀體驗。畢竟，我願意為那些真正能夠拓展我視野、提升我認知深度的書籍付費。

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