本书共分15章，内容包括热力学系统及其基本变量，热力学第一和第二定律，热力学基本方程，统计热力学导论，从热力学基本方程到热力学性质，热力学性质之间的关系，热力学平衡态与稳定性，材料过程热力学计算，构建近似热力学基本方程，气体、电子、晶体和缺陷的化学势，单组分材料的相平衡，溶液的化学势，化学相平衡和相图，化学反应平衡，以及能量转化和电化学。
样章试读
目录
- 目录
原著者简介
南策文序
谢建新序
John CMauro书评
原书前言
第1章 热力学系统及其基本变量 1
1.1 引言 1
1.2 热力学系统 2
1.3 热力学变量 3
1.3.1 内能 4
1.3.2 熵 5
1.3.3 体积 6
1.3.4 化学物质的量 6
1.3.5 系统的势 7
1.4 密度 10
1.5 广度变量和强度变量 11
1.6 共轭变量对 12
1.7 经典热力学、统计热力学、非平衡热力学 13
1.8 习题 14
参考文献 15
第2章 热力学第一和第二定律 16
2.1 热力学状态和状态变量 16
2.2 热力学过程 18
2.2.1 自发过程、自然过程和不可逆过程 19
2.2.2 可逆过程 19
2.3 热力学系统 19
2.4 热力学第一定律 20
2.4.1 孤立系统的热力学第一定律 23
2.4.2 封闭系统的热力学第一定律 23
2.4.3 开放系统可逆过程的热力学第一定律 24
2.5 热力学第二定律 27
2.5.1 热力学第二定律的定量表述 29
2.5.2 孤立系统 30
2.5.3 封闭系统的恒熵过程 31
2.5.4 封闭系统的恒熵、恒容过程 31
2.5.5 封闭系统的恒温、恒容过程 32
2.5.6 封闭系统的恒熵、恒压过程 32
2.5.7 封闭系统的恒温、恒压过程 32
2.5.8 开放系统 33
2.6 热力学第一定律和第二定律小结 34
2.7 示例 36
2.8 习题 40
参考文献 42
第3章 热力学基本方程 43
3.1 热力学基本方程的微分形式 43
3.2 热力学基本方程的积分形式 44
3.3 状态方程 45
3.4 独立变量 46
3.5 热力学基本方程的其他形式 46
3.6 不同形式热力学基本方程的微分形式 47
3.7 对热力学基本方程的理解 48
3.8 吉布斯–杜亥姆关系 50
3.9 用熵表达热力学基本方程 50
3.10 包含不可逆内部过程的热力学基本方程 52
3.11 热力学基本方程的通用形式 52
3.12 勒让德变换 53
3.13 示例 56
3.14 习题 59
第4章 统计热力学导论 62
4.1 宏观态和微观态 62
4.2 熵和玻尔兹曼方程的统计解释 63
4.3 系综 64
4.4 配分函数和热力学基本方程 65
4.5 熵和微观态概率 68
4.6 示例 71
4.7 习题 77
参考文献 80
第5章 从热力学基本方程到热力学性质 81
5.1 热力学能量函数的一阶导数 81
5.2 热力学能量函数的二阶导数 82
5.2.1 热容 83
5.2.2 压缩系数或机械敏感度、模量 84
5.2.3 化学容 86
5.2.4 电容 86
5.3 体积热膨胀系数 87
5.4 均匀晶体的热效应、机械效应、电效应和磁效应 87
5.5 主要性质 89
5.6 耦合性质 92
5.7 导数与性质关系的总结 93
5.8 示例 95
5.9 习题 97
参考文献 99
第6章 热力学性质之间的关系 100
6.1 麦克斯韦关系 100
6.2 几种有用的热力学性质关系推导方法 103
6.3 麦克斯韦关系的应用示例 104
6.3.1 压热效应 104
6.3.2 等温下体积对熵的影响 105
6.3.3 焦耳膨胀效应 105
6.3.4 焦耳–汤姆孙膨胀效应 107
6.3.5 格律乃森参数 108
6.3.6 晶体中耦合性质的关系 109
6.4 耦合性质关系小结 111
6.5 示例 112
6.6 习题 115
第7章 热力学平衡态与稳定性 118
7.1 最大熵原理 118
7.2 最小内能原理 119
7.3 最小焓原理 120
7.4 最小亥姆霍兹自由能原理 121
7.5 最小吉布斯自由能原理 122
7.6 势的平衡条件 123
7.7 势的广义平衡条件 125
7.8 热力学场 125
7.9 热力学平衡态稳定性判据 126
7.10 习题 135
参考文献 137
第8章 材料过程热力学计算.138
8.1 恒容条件下热力学性质随温度的变化 139
8.2 恒压条件下热力学性质随温度的变化 143
8.3 恒温条件下热力学性质随体积的变化 147
8.4 恒温条件下热力学性质随压强的变化 150
8.5 热力学性质随温度和体积的变化 153
8.6 热力学性质随温度和压强的变化 155
8.7 相变中热力学性质的变化 158
8.8 化学反应中热力学性质的变化 164
8.9 示例 170
8.10 习题 186
第9章 构建近似热力学基本方程 191
9.1 热力学基本方程的选择 191
9.2 摩尔亥姆霍兹自由能关于温度和摩尔体积的方程 192
9.3 化学势关于温度和压强的方程 194
9.4 涉及相变的化学势与温度的方程 195
9.5 参考态的选择 196
9.5.1 0K参考态下的摩尔亥姆霍兹自由能方程 196
9.5.2 以298K和1bar作为参考态的化学势方程 198
9.6 包含多物理场效应的热力学基本方程 199
9.6.1 化学重力势 200
9.6.2 电化学势 201
9.6.3 包含表面效应的化学势 201
9.7 示例 203
9.8 习题 205
参考文献 207
第10章 气体、电子、晶体和缺陷的化学势 208
10.1 理想气体的化学势 208
10.1.1 标准状态、活度和逸度 209
10.1.2 理想气体的化学重力势 210
10.2 电子和空穴的化学势 211
10.2.1 金属中的电子 212
10.2.2 半导体和绝缘体中的电子和空穴 214
10.2.3 电子的电化学势 217
10.2.4 掺杂或杂质的电子俘获态中的电子化学势 218
10.3 爱因斯坦晶体和德拜晶体的化学势 219
10.4 原子缺陷的化学势 222
10.4.1 空位的化学势 222
10.4.2 间隙原子的化学势 226
10.4.3 弗仑克尔缺陷的化学势 227
10.4.4 肖特基缺陷的化学势 228
10.4.5 中性掺杂物的化学势 229
10.5 示例 230
10.6 习题 232
参考文献 233
第11章 单组分材料的相平衡 234
11.1 化学势与温度和压强的关系 234
11.2 相变的热力学驱动力 236
11.3 热力学驱动力与温度和压强的关系 239
11.4 相变的类型 240
11.5 温度–压强相图 241
11.6 吉布斯相律 243
11.7 克拉珀龙方程 244
11.8 克劳修斯–克拉珀龙方程及凝聚相蒸气压 246
11.9 相变温度的尺寸效应 249
11.10 朗道相变理论 250
11.11 示例 255
11.12 习题 259
参考文献 262
第12章 溶液的化学势 263
12.1 化学成分的表示 263
12.2 多组元溶液的热力学基本方程 264
12.3 多组元溶液的化学势热力学基本方程 265
12.4 纯组元混合物的化学势 266
12.5 多组元溶液中组元的化学势 267
12.6 由组元化学势得到均相溶液的化学势 268
12.7 由均相溶液化学势得到组元的化学势 269
12.8 固定成分下均匀溶液的化学势 271
12.9 多组元系统的吉布斯–杜亥姆公式 271
12.10 溶液热力学稳定性和热力学因子 273
12.11 杠杆定律 277
12.12 纯组元混合形成溶液的化学势变化 277
12.13 将纯组元加入溶液的化学势变化 279
12.14 将溶液加入到另一溶液的化学势变化 280
12.15 溶液中沉淀的驱动力 281
12.16 两相混合物的化学势 282
12.17 0 K 时的稳定性（凸包图） 284
12.18 理想气体混合物的化学势 285
12.19 溶液中组元活度与其蒸气压的关系 286
12.20 拉乌尔定律与亨利定律 288
12.21 理想溶液的化学势289
12.22 规则溶液的化学势291
12.23 聚合物溶液的Flory–Huggins模型 292
12.24 溶液化学势的Redlich-Kister展开式 293
12.25 渗透压 294
12.26 固体溶液中组元的化学机械势 295
12.27 溶液中组元的电化学势 298
12.28 溶解度与颗粒尺寸的关系 298
12.29 界面偏聚 300
12.30 示例 305
12.31 习题 307
第13章 化学相平衡和相图 311
13.1 从化学势–成分关系获得平衡态 311
13.1.1 单相固溶体 311
13.1.2 固溶体的混溶间隙 312
13.1.3 固–液两相平衡 314
13.1.4 固–固两相平衡 315
13.1.5 纯固相和液相之间的平衡 316
13.1.6 共晶相平衡 316
13.1.7 化合物与固溶体之间的平衡 317
13.2 典型相图 318
13.2.1 固–固不互溶的共晶相图 318
13.2.2 固–液完全互溶的相图 319
13.2.3 固–固有限互溶的共晶相图 319
13.2.4 固–液有限互溶的包晶相图 320
13.2.5 中间化合物 321
13.2.6 三元相图 322
13.3 自由度数目——吉布斯相律 323
13.4 相分数——杠杆定律 324
13.5 二元系统活度系数的估算 325
13.6 简单相图的计算 326
13.6.1 熔化温度抑制 326
13.6.2 固–液完全互溶的二元相图 327
13.7 习题 328
第14章 化学反应平衡 331
14.1 反应平衡 331
14.2 氧化反应的埃林厄姆图 334
14.2.1 O2标度 336
14.2.2 H2/H2O标度 338
14.2.3 CO/CO2标度 340
14.3 示例 342
14.4 习题 343
第15章 能量转化和电化学 345
15.1 最大功定理 345
15.2 热机理论效率 345
15.3 光激发电子–空穴对产生电压：光伏效应 347
15.4 电化学反应和能量转化 349
15.4.1 电极反应和电极电势 352
15.4.2 标准氢电极和标准电极电势 354
15.4.3 电池反应和电池电压 355
15.4.4 标准电极电势的标准电池电压 357
15.4.5 电池电压随温度的变化 358
15.4.6 化学成分差产生电压 358
15.4.7 气体分压差产生电压 359
15.5 习题 360
部分习题答案 363
索引 380
译者记 384
译者简介 385
京公网安备 11010102004214号