Thermodynamics and Statistical Mechanics (Basic Concepts In Chemistry)

Thermodynamics and Statistical Mechanics (Basic Concepts In Chemistry) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Wiley-RSC
作者:Dr John M. Seddon
出品人:
页数:162
译者:
出版时间:2002-08-30
价格:USD 39.95
装帧:Paperback
isbn号码:9780471281658
丛书系列:
图书标签:
  • 热力学
  • 统计力学
  • 化学
  • 物理化学
  • 基础概念
  • 化学热力学
  • 统计物理
  • 平衡
  • 能量
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具体描述

"Thermodynamics and Statistical Mechanics" provides undergraduate chemistry students with a grounding in both classical and statistical thermodynamics. Thermodynamic quantities and relationships are introduced and developed in a coherent way, enabling students to apply thermodynamic analysis to chemical problems with confidence. Each stage in the development is well illustrated with examples. The book aims to help students understand energy, its different forms and transformations, and the key role of entropy, as applied to chemical systems, addressing such questions as: how much work is performed, and how much heat transfer occurs, during chemical processes and reactions, and how do they depend on temperature? How is it possible for endothermic processes to occur spontaneously, and will a given reaction occurs spontaneously? What determines the equilibrium between phases? How do temperature and pressure affect equilibrium? What is the meaning of entropy? And how are macroscopic thermodynamic properties related to microscopic energy levels?

好的,这是一份关于其他主题图书的详细简介,旨在避免提及您提到的《热力学与统计力学(化学基础概念)》的内容: --- 《量子信息学导论:从基础到前沿》 作者: [此处可插入虚构作者名] 出版社: [此处可插入虚构出版社名] 图书简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的量子信息学导论,内容涵盖该领域的核心理论、关键技术和最新研究进展。量子信息学是连接量子物理学、计算机科学与信息理论的前沿交叉学科,它利用量子力学的基本原理,如叠加态和量子纠缠,来处理和传输信息,从而有望在计算、通信和传感等领域实现革命性的突破。 本书的结构设计兼顾了理论的严谨性与实践的可理解性,从量子力学的基本概念出发,逐步深入到量子计算的复杂模型和量子通信的前沿应用。我们力求以清晰、结构化的方式,引导读者理解如何将抽象的量子现象转化为可操作的信息处理工具。 第一部分:量子力学基础与信息载体 本部分首先回顾了理解量子信息所需的数学和物理基础。我们将详细介绍复数向量空间、希尔伯特空间、算符理论,并重点阐述狄拉克符号(Bra-Ket Notation)在量子信息描述中的强大作用。随后,书籍的核心对象——量子比特(Qubit)——被引入。与经典比特的0或1状态不同,我们将深入探讨量子比特的叠加态特性,并引入布洛赫球模型,以几何化的方式直观展示单量子比特的状态空间。 关键概念如量子态的张量积、多量子比特系统的复杂性,以及如何用密度矩阵描述混合态,都将在本部分得到详尽的阐述。此外,对量子测量过程的深入分析,包括投影测量和概率诠释,为理解量子信息提取的本质奠定了基础。 第二部分:量子计算的核心算法与模型 在掌握了量子比特的概念后,本书进入量子计算的核心——量子逻辑门和电路模型。我们将系统地介绍单比特门(如泡利门、哈达玛门)和多比特门(如 CNOT、Toffoli 门),并解释它们如何构成通用的量子电路。对量子线路图的阅读和设计能力的培养是本部分的重要目标。 接下来,本书将详细剖析几个里程碑式的量子算法。首先是Deutsch-Jozsa 算法,它首次展示了量子计算机在特定问题上超越经典计算机的潜力。随后,Grover 搜索算法的介绍将侧重于其平方加速的原理,以及它在非结构化搜索问题中的应用。 Shor 算法作为量子计算最具影响力的成果之一,将被给予特殊的篇幅。本书将分解Shor算法的两个主要部分:量子傅里叶变换(QFT)的构建及其在周期查找中的作用,以及如何利用这些技术来高效地分解大数。这部分内容将详细探讨量子相估计(Quantum Phase Estimation)的关键技术。 第三部分:量子纠缠与多体系统 量子纠缠是量子信息学的基石,也是区分量子系统与经典系统的本质特征。本部分将深入研究纠缠的概念,从贝尔态的构建入手,探讨纠缠的量化指标,例如纠缠熵。对 EPR 佯谬及其在贝尔不等式测试中的意义的讨论,将帮助读者理解纠缠在基础物理学上的深远影响。 此外,我们将探索更高级的量子态,如GHZ态和W态,并讨论它们在多用户量子信息处理中的特殊作用。对纠缠纯化和蒸馏等技术的介绍,将使读者了解如何在存在噪声的环境中维持和利用纠缠资源。 第四部分:量子通信与量子密码学 信息如何在量子信道上传输,是本部分关注的重点。我们将首先介绍量子隐形传态(Quantum Teleportation)的完整协议,详细分析其对预共享纠缠资源的需求,以及它如何实现信息的无损传输。量子态层析成像技术也将被介绍,用于实验重建未知量子态。 在安全通信领域,量子密码学提供了理论上无条件安全的通信保障。本书将详尽介绍BB84 协议,这是最早且最著名的量子密钥分发(QKD)方案,并分析其抵抗窃听攻击(如 Eve 攻击)的机制。随后,我们将探讨基于纠缠的密钥分发方案(如 Ekert91),以及抵抗更复杂攻击(如光子数分离攻击)的先进 QKD 协议。 第五部分:开放系统与误差修正 在实际的量子硬件中,量子系统不可避免地会受到环境的干扰,导致退相干和错误。本部分将从开放量子系统的角度,引入马尔可夫主方程等工具来描述系统与环境的相互作用。 为了克服噪声,量子误差修正(QEC)是必不可少的。我们将介绍 QEC 的基本原理,即利用冗余编码来保护信息。重点讨论Shor 9 比特码和表面码(Surface Code)等重要的纠错码,并解释如何通过稳定子测量来检测和修正错误,而不泄露被保护的信息。 第六部分:前沿探索 最后,本书将展望量子信息学的前沿研究方向。这包括对变分量子本征求解器(VQE)等混合量子-经典算法在化学模拟中的应用的探讨,以及量子机器学习中利用量子特征空间进行数据处理的可能性。同时,对量子网络、量子中继器以及基于固态系统、离子阱等不同物理平台实现量子计算的工程挑战也将进行概述。 目标读者 本书适合对量子物理学有基本了解的物理、计算机科学、数学专业本科高年级学生和研究生。同时,对于希望深入了解现代信息科学革命性进展的工程师和研究人员,本书也是一份宝贵的参考资料。通过扎实的理论推导和对关键应用的深入剖析,读者将能构建起坚实的量子信息学知识体系,并为未来的研究和开发做好准备。 ---

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的封面上醒目的“Thermodynamics and Statistical Mechanics”字样,瞬间就勾起了我对这门学科的强烈好奇心。化学领域中,热力学和统计力学无疑是理解物质世界运行规律的基石。我一直对原子、分子如何集体行为,以及能量如何在这些微观粒子之间传递和转化感到着迷。这本书的副标题“Basic Concepts In Chemistry”更是让我看到了希望,它暗示着这本书并非晦涩难懂的数学理论堆砌,而是会用相对易于理解的方式,将这些复杂抽象的概念娓娓道来。我期待它能为我打开一扇通往微观世界大门,让我能够用更深刻的视角去理解化学反应的驱动力,理解相变的内在机制,甚至预测物质在不同条件下的行为。想象一下,当我对一个化学体系的能量变化、熵增过程有清晰的认识时,我将不再仅仅是死记硬背那些化学方程式,而是能真正理解它们背后的“为什么”。这本书或许能帮助我构建起一套全新的思维框架,让我能更灵活地分析和解决化学问题,不再局限于表面的现象,而是深入到其本质。我非常期待这本书能够提供清晰的解释,扎实的例证,以及引人入胜的讨论,带领我逐步领略热力学和统计力学的魅力,将这些抽象的理论融入我对化学世界的理解之中。

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当我看到《Thermodynamics and Statistical Mechanics (Basic Concepts In Chemistry)》这个书名时,我立刻联想到了我在化学学习过程中曾经遇到的一些瓶颈。热力学和统计力学,是理解化学反应本质、物质结构以及相变等现象的关键。然而,我发现很多教材在讲解这些概念时,往往过于侧重数学推导,导致很多学习者(包括我自己)在理解其物理意义时感到困难。因此,我非常期待这本书能够提供一种更侧重于“概念”的讲解方式,用通俗易懂的语言,结合实际的化学例子,来阐述这些复杂的理论。我希望它能够帮助我真正理解“自由能”是如何指导化学反应的自发性,“熵”是如何描述系统的无序程度,以及“配分函数”是如何联系微观状态和宏观性质的。我更希望这本书能够提供一些深入的思考,比如,如何在微观尺度上理解宏观的热力学定律,或者如何利用统计力学来解释一些反常的化学现象。如果这本书能够帮助我构建起一个坚实的概念基础,并且让我能够自信地将这些概念应用于分析和解决实际的化学问题,那么它将是我学习道路上的一笔宝贵财富。

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这本书的题目《Thermodynamics and Statistical Mechanics (Basic Concepts In Chemistry)》立刻吸引了我。我一直认为,要深入理解化学,就不能绕过热力学和统计力学这两大基石。然而,在实际的学习过程中,我常常会遇到这样的困境:公式记住了,但背后的物理意义却模糊不清;理论推导完成了,但如何将其应用于具体的化学问题却显得无从下手。我非常看重这本书是否能提供一个清晰的脉络,将这些看似独立的知识点串联起来。我特别希望能从这本书中找到关于“为什么”的答案,比如,为什么能量总是倾向于降低,为什么熵总是倾向于增加,这些基本的自然规律是如何在微观世界中体现出来的。我期待它能够用一种更具启发性的方式来讲解这些概念,而不是简单地罗列定义和公式。我希望能读到一些生动有趣的例子,能够帮助我建立起对这些抽象概念的直观认识。如果这本书能引导我思考,如何利用热力学和统计力学的原理来设计新的化学反应,或者预测材料的性能,那将是对我学习的最大鼓舞。我相信,掌握了这些基本概念,我将能更自信地探索化学的无限可能。

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读完这本书的简介,我感到一股对化学研究的深切共鸣。化学,在我们看似平凡的生活中无处不在,从一杯咖啡的香气到药物的疗效,无不蕴含着深邃的化学原理。而热力学和统计力学,正是解开这些奥秘的关键钥匙。我一直认为,要真正掌握一门学科,必须理解其最基础、最核心的概念。这本书的“Basic Concepts In Chemistry”定位,正是我所追求的。我希望它能帮助我清晰地梳理那些曾经困扰我的概念,比如吉布斯自由能是如何指导化学反应方向的,比如什么是微观状态和宏观状态的对应关系,以及如何通过统计的方法来理解和预测宏观性质。我渴望这本书能够以一种直观、生动的方式呈现这些理论,而不是一味地堆砌复杂的数学公式。我期待它能用贴近生活的例子,或者化学实验中的经典案例来解释这些概念,让我能够将抽象的理论与实际应用联系起来。我相信,一旦我能够深入理解这些基本概念,我对化学的学习和研究将会达到一个新的高度,能够更自信地面对复杂的化学难题,也能更敏锐地发现化学现象背后的规律。这本书,似乎正是我在化学探索道路上期待已久的那位向导。

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对于一本名为《Thermodynamics and Statistical Mechanics (Basic Concepts In Chemistry)》的书,我最大的期待在于其是否能够真正做到“Basic Concepts”。作为一名化学专业的学生,我在学习热力学和统计力学时,常常会感到概念之间的联系不够清晰,或者数学推导过于抽象,导致难以理解其物理意义。我希望这本书能够填补这一空白,它能够提供一种全新的视角,将这些看似独立的理论有机地联系起来,形成一个完整的知识体系。我非常关注这本书是如何解释熵的,因为熵的概念往往是许多学生理解的难点。我希望它能从统计学的角度,用清晰易懂的语言来阐述熵的含义,以及它与微观状态和宏观状态的关系。同时,我也希望这本书能够深入浅出地讲解统计力学在化学中的应用,比如如何用它来计算和预测化学反应的速率,或者如何理解和描述材料的性质。如果这本书能够提供丰富的图示和模型,那将是极大的帮助,因为它能够帮助我更直观地理解那些抽象的概念。我希望这本书不仅能让我“知道”这些概念,更能让我“理解”这些概念,并能融会贯通地运用它们解决实际问题。

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