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塔希尔-凯利，拉扎

一般热力学和统计热力学。 （英语） Zbl 1236.82001年

物理学研究生课文柏林：施普林格出版社（ISBN 978-3-642-21480-6/hbk）。xxix，677页。(2012).
本教材全面介绍了一般热力学和统计热力学。它从介绍统计力学课程开始，准确明确地推导出所有重要的公式，没有数学捷径。本书的主要部分详细讨论了热力学的概念和定律、范德瓦尔斯、开尔文和克劳迪斯理论、理想气体和实际气体、热力学势、声子以及所有相关方面。为了阐明引入的概念并提供实际的问题解决支持，我们提供了许多精心设计的示例。在可能的情况下，已经努力为给定的问题提供额外的替代解决方案。这篇文章写得很清楚，并夹杂着许多有趣的轶事。这本书是为参加热力学课程的高年级本科生编写的主要教材。
第1章详细介绍了基本热力学术语的定义，解释了热力学系统中大粒子数的必要性和热力学第零定律，并介绍了有用的数学技术和程序。
第2章讨论了理想气体模型、其发展历史以及使用该模型获得的结果。它是指气体的密集和广泛特性。给出了温度的概念。讨论了双原子理想气体、理想气体混合物、等温大气的气压方程和相对论理想气体。
第三章详细讨论了热力学第一定律。这里还提到了化学热反应。讨论了与氧化和汽化潜热以及各种多变过程，特别是绝热过程有关的示例。通过几个算例分析了从体积模量和弹性模量的知识推导状态方程的过程。介绍了牛顿冷却定律和单粒子能级的体积依赖性。
第四章讨论了卡诺关于热机最大可能效率及其各种后效的观点。特别地，描述了一种以理想气体为燃料的完美卡诺发动机。分析了卡诺和克劳修斯版本的热力学第二定律之间的关系。解释了开尔文和普朗克关于第二定律的陈述及其对熵在不可逆绝热过程中总是增加的预测。研究了许多与热接触、熵变和卡诺循环有关的例子。考虑了卡诺制冷机、热能泵、斯特林循环、柴油机、奥托循环和焦耳循环。对负温度作了一些粗略的评论。
第五章结合热力学第一定律和第二定律，导出了熵、内能和功之间的吉布斯关系。通过四个算例分析了理想气体的混合。描述系统时，考虑到压力和温度或压力和体积是独立的。作为一则轶事，我们描述了牛顿对声速的处理。
第六章对非理想气体的范德瓦尔斯状态方程及其物理后果进行了广泛的分析。本章描述了病毒性扩张。记录了大量可能是范德瓦尔斯状态方程候选气体的临界点。介绍了简化状态方程，描述了临界区及其下的行为。解释了对应态的原理，并引入了Dieterici状态方程。
与温度和压力等状态变量相比，热力学状态函数，如内能和焓，不能用直接程序测量。焦耳和开尔文设计了一个实验来克服这个困难。第7章介绍了稳定气体流动的实验。这里简要介绍了从经验温标到热力学温标的方法。再次，对负温度的概念作了粗略的评论。
第八章讨论了欧拉方程及其对化学势的依赖性。求出了能量和熵表示中的吉布斯-杜海姆关系，并给出了理想气体的三个可能的状态方程，同样也是熵和能量表示中的状态方程。
勒夏特列原理（Le Chatelier principle）在第9章中进行了讨论，该原理主张由平衡位移引起的自发过程有助于将系统恢复到平衡状态。导出了本征热力学稳定性的两个基本要求。
下一章中的分析是以内能和熵所遵循的极值原理为指导的。这些原理的一个重要结果是出现了与亥姆霍兹势、吉布斯自由能和焓有关的进一步极值。此外，还对元稳定均衡问题进行了评论。介绍了麦克斯韦关系式、克劳修斯-克拉佩龙微分方程及其在热力学相研究中的应用。最后，讨论了吉布斯相律。
第11章讨论统计热力学。首先，分析了具有恒定粒子数的经典单原子理想气体。描述了它们在各种环境条件下的混合结果。接下来处理硅藻土气体。研究了简谐和非简谐振子的统计力学、经典偶极对、朗之万顺磁性、相对论性理想气体、相互作用气体，以及与Mayer集团展开和Lennard-Jones势有关的问题。其次，考虑经典和准经典量子系统热力学之间的差异。描述了具有刚性键的硅藻和其他允许振动运动的硅藻的准经典分析。描述了能斯特热定理、零温度不可能实现以及负温度的概念。最后，介绍了理查森效应、费米-迪拉克和玻色-爱因斯坦量子气体、黑体辐射和声子热力学。
审核人：克劳迪娅·维罗尼卡·梅斯特（达姆施塔特）

引用于1文件

理学硕士：

82-01 与统计力学有关的介绍性说明（教科书、教学论文等）
82B40码 平衡统计力学中的气体动力学理论
82B30型 统计热力学
82个B05 经典平衡统计力学（通用）
82B10型 量子平衡统计力学（通用）
82B35型 不可逆热力学，包括Onsager-Machlup理论
80A22型 Stefan问题、相位变化等。

关键词：

热力系统;绝热外壳;绝热过程;引导壁;透热壁;等压过程;等容过程;等温过程;准静态过程;可逆过程;不可逆过程;状态函数;状态变量;温度;热平衡;热力学平衡;微分学;范德华势;开尔文理论;克劳修斯理论;理想气体;热力学势;声子;气体混合物;化学-热反应;牛顿冷却定律;卡诺发动机;卡诺循环;卡诺制冷机;热能泵;斯特林循环;焦耳循环;负温度;范德瓦尔斯状态方程;维里膨胀;临界点;迪特里基状态方程;欧拉方程;化学势;Gibbs-Duheme关系;勒夏特勒原理;热力学稳定性;亥姆霍兹电势;吉布斯自由能;亚稳态平衡;Clausius-Clapeyron微分方程;吉布斯相律;谐波振荡器;非简谐振荡器;经典偶极对;朗之万顺磁性;相对论性理想气体;相互作用气体;伦纳德-琼斯势;准经典量子系统;能斯特热定理;零温度不可达;负温度的概念;理查森效应;费米-迪拉克量子气体;玻色-爱因斯坦量子气体;黑体辐射
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\textit{R.Tahir-Kheli}，《一般热力学和统计热力学》。柏林：施普林格（2012年；Zbl 1236.82001）