目录 第一章热力学系统的平衡态及状态方程 1 1.1 物质结构的基本图像 1 1.1.1 物质结构的原子分子学说 1 1.1.2 物质分子处于不停顿的无规则运动状态 2 1.1.3 分子之间存在相互作用 3 1.2 热力学系统及其状态参量 5 1.2.1 热力学系统及其分类 5 1.2.2 热力学系统的状态参量 6 1.3 平衡态的概念 7 1.4 温度与温标 9 1.4.1 温度的概念 9 1.4.2 温度相同的判定原则—— 热力学第零定律 9 1.4.3 温度高低的数值标定—— 温标 10 1.5 状态方程及一些系统的状态方程的唯象确定 14 1.5.1 状态方程的基本概念 14 1.5.2 理想气体的状态方程 17 1.5.3 实际气体状态方程简介 23 1.5.4 确定状态方程的唯象方法的一般讨论 26 1.6 理想气体状态方程的初级微观理论 31 1.6.1 理想气体的微观模型 31 1.6.2 理想气体的压强公式 31 1.6.3 温度的本质 34 习题 36 第二章热平衡态下微观状态的统计分布律 43 2.1 统计规律与分布函数的概念 43 2.1.1 事件及其概率 43 2.1.2 统计规律及其伽尔顿板实验演示 44 2.1.3 随机变量与分布函数 45 2.1.4 一些常见的分布律 49 2.2 麦克斯韦分布律 52 2.2.1 速度空间与速度分布律的概念 52 2.2.2 麦克斯韦速度分布律和速率分布律 54 2.2.3 麦克斯韦分布律的实验检验 57 2.2.4 麦克斯韦分布律的一些应用举例 61 2.3 麦克斯韦– 玻尔兹曼分布律 68 2.3.1 重力场中微粒密度随高度的等温分布 68 2.3.2 玻尔兹曼密度分布律及麦克斯韦– 玻尔兹曼分布律 69 2.4 能量均分定理与热容量 72 2.4.1 分子的自由度 72 2.4.2 能量均分定理 72 2.4.3 理想气体的内能及热容量 75 2.4.4 固体的内能及热容量 81 2.5 粒子按微观运动状态的分布规律 82 2.5.1 微观粒子运动状态的描述及微观粒子系统的分类 82 2.5.2 三类系统的微观态数目 85 2.5.3 近独立粒子系统的粒子按能量的最概然分布 88 2.6 气体分子的碰撞及其概率分布 101 2.6.1 气体分子的平均自由程与平均碰撞频率 101 2.6.2 气体分子碰撞的概率分布 105 习题 108 第三章近平衡态中的输运过程 114 3.1 近平衡态中的输运过程及其宏观规律 114 3.1.1 黏滞现象及其宏观规律 114 3.1.2 热传导现象及其宏观规律 116 3.1.3 扩散现象及其宏观规律 117 3.2 气体中输运现象的微观解释 120 3.2.1 输运过程中的流 120 3.2.2 黏滞、热传导及扩散现象的微观解释及相应系数的确定 121 3.3 稀薄气体中的输运现象 126 3.4 布朗运动及其引起的扩散 127 3.4.1 布朗运动的理论描述 127 3.4.2 布朗粒子的扩散举例 129 3.5 非平衡过程中的一些常见现象简介 131 3.5.1 分岔、分形与自相似结构 131 3.5.2 耗散结构与自组织现象 133 习题 136 第四章热力学第一定律 139 4.1 热力学过程和准静态过程 139 4.1.1 热力学过程及准静态过程的概念 139 4.1.2 实现准静态过程的可能性及条件 140 4.2 热力学第一定律 141 4.2.1 能量守恒定律 141 4.2.2 功—— 力学作用下转移的能量 142 4.2.3 热量—— 热学相互作用下转移的能量 144 4.2.4 内能—— 热力学系统的内部能量 145 4.2.5 功、热量及内能间的关系—— 热力学第一定律 145 4.3 热力学第一定律在物体性质描述中的简单应用 147 4.3.1 物体的热容量 147 4