热力学与统计物理学简明教程

热力学与统计物理学简明教程
出版时间：2013年版
丛编项： 工业和信息化普通高等教育"十二五"规划教材立项项目
内容简介
　　《21世纪高等学校规划教材：热力学与统计物理学简明教程》是为适应工科专业如应用物理学、光信息科学与技术、电子科学与技术和微电子学等对物理基础理论的要求日益增加而编写的，是编者结合当前工科专业的基础理论课的教学改革发展需要和编者多年教学实践编写而成。全书共分7章，其中热力学3章，统计物理学4章。《21世纪高等学校规划教材：热力学与统计物理学简明教程》教学时数为48～72学时，其中基础要求需40～56学时，选学时数需8～16学时。热力学部分包括热力学的4个基本定律、热力学函数及应用、不可逆过程热力学。统计物理学部分包括统计物理学基础、近独立粒子系统的统计理论（包括玻耳兹曼统计、玻色统计、费米统计）、系综理论、非平衡态统计理论。为配合教学需要，基础要求部分均配有例题和思考题，每章后面都附有一定数量的习题及参考答案。《21世纪高等学校规划教材：热力学与统计物理学简明教程》可作为高等学校应用物理学、电子科学与技术、光信息科学与技术、微电子学等本科专业学生学习热力学与统计物理学课程的教材，也可供相关教学和科研人员参考。
目　录
　　
绪论　1
第1章　热力学的基本定律　3
1.1　系统的平衡态及其描述　3
1.2　热平衡定律　5
1.3　物态方程　7
1.4　热力学第一定律　10
1.5　热力学第一定律的应用　12
1.6　热力学第二定律的文字叙述及应用　16
1.7　热力学第二定律的数学表述及应用　19
习题及参考答案　23
第2章　热力学函数　27
2.1　热力学函数及热力学基本方程　27
2.2　内能、焓、熵和热容量差的基本微分方程　29
2.3　特性函数　32
2.4　热辐射的热力学　35
2.5　热力学第三定律　37
2.6　开系的热力学基本方程　40
2.7　平衡判据和平衡条件　42
*2.8　相平衡曲线及相变　46
习题及参考答案　49
*第3章　不可逆过程热力学简介　52
3.1　输运现象的经验规律　52
3.2　基本假设　54
3.3　熵密度产生率和昂萨格关系　55
3.4　电动效应　58
3.5　热电效应　59
3.6　非线性不可逆过程热力学简介　63
习题及参考答案　67
第4章　近独立粒子系统的最概然分布　68
4.1　粒子运动状态的描述　68
4.2　系统微观状态的描述　74
4.3　统计物理学的基本观点和基本原理　78
4.4　近独立粒子系统的分布和微观状态数　79
4.5　近独立粒子系统的最概然分布　83
习题及参考答案　86
第5章　近独立粒子系统的统计规律　88
5.1　玻耳兹曼系统　88
5.2　经典理想气体的热力学性质　92
5.3　理想气体分子的速度分布律和速率分布律　95
5.4　能量均分定理　97
5.5　理想玻色和费米气体的物态方程与热容量　99
5.6　玻色-爱因斯坦凝聚　104
5.7　金属中的自由电子气　106
5.8　光子气体　110
习题及参考答案　113
第6章　系综理论　117
6.1　统计系综　117
6.2　经典和量子刘维尔方程　119
6.3　微正则系综　122
6.4　正则系综　125
6.5　正则系综在玻耳兹曼粒子系统中的应用　128
6.6　固体热容量和非简谐效应　132
6.7　巨正则系综　136
6.8　玻耳兹曼、玻色和费米系统的平均分布　141
习题及参考答案　142
第7章　非平衡态统计简介　145
7.1　玻耳兹曼方程的弛豫时间近似　145
7.2　金属的电导率和热导率　147
7.3　非平衡相变简介　150
7.4　非平衡统计在相关学科中的应用简介　152
习题及参考答案　156
附录A　常用积分公式　158
附录B　常见常数表　161
参考文献　162