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1.1 概率的基本概念1

1.1.1 随机现象与随机事件1

第1章 概率及概率密度分布函数1

1.1.2 统计规律性2

1.1.3 随机事件发生的可能性——概率的定义4

1.1.4 概率的基本性质5

1.1.5 概率的简单计算6

1.2 随机变量与概率分布7

1.2.1 随机变量7

1.2.2 离散型随机变量的概率分布9

1.2.3 连续型随机变量的概率密度分布函数12

1.3.1 统计平均值16

1.3 统计平均值及涨落16

1.3.2 围绕统计平均值的涨落19

思考题21

习题22

第2章 热力学系统的状态25

2.1 热力学系统的宏观描述25

2.1.1 热力学系统及其状态参量25

2.1.2 平衡态27

2.1.3 非平衡态28

2.2 温度30

2.2.1 热力学第零定律30

2.3.1 经验温标32

2.3 温标32

2.2.2 温度的定义32

2.3.2 热力学温标41

2.3.3 国际实用温标41

2.4 状态方程44

2.4.1 状态方程44

2.4.2 理想气体状态方程46

2.4.3 混合理想气体状态方程51

2.4.4 概观实际气体状态方程54

2.5 热力学系统状态的微观描述57

2.5.1 微观状态57

2.5.2 微观装配与宏观分布59

2.5.3 等概率原理60

2.5.5 宏观量是相应微观量的统计平均值61

2.5.4 热力学概率——一种可能的分布出现的概率61

2.5.6 热动平衡的统计解说62

思考题66

习题68

第3章 气体平衡态的分子动理论基本概念76

3.1 气体分子热运动的通性76

3.1.1 布朗运动77

3.1.2 分子运动方向的统计描述83

3.1.3 分子按速度分布及按速率分布的统计描述85

3.2 分子间的相互作用力89

3.3 气体的微观模型92

3.3.1 气体分子的力心点模型94

3.3.3 气体分子的无吸引国刚性球模型96

3.3.2 苏则朗分子力模型96

3.3.4 理想气体模型97

3.4 理想气体的压强99

3.4.1 对气体压强的定性解释99

3.4.2 气体分子对器壁的平均碰撞次数100

3.4.3 理想气体压强公式104

3.5 温度的微观解释108

3.6 范德瓦尔斯方程110

3.6.1 分了固有体积所引起的修正111

3.6.2 分子间吸引力所引起的修正112

3.7 分子间的碰撞118

3.7.1 气体分子的平均自由程和碰撞频率118

3.7.2 分了碰撞（散射）截面122

3.7.3 所体分子按自由程的分布124

思考题129

习题131

第4章 弱耦合系统玻耳兹曼分布律的简单应用135

4.1 弱耦合系统的玻耳兹曼分布律135

4.2 重力场中微粒按高度的分布137

4.2.1 等温大气压公式138

4.2.2 悬浮微粒按高度的分布140

4.3 麦克斯韦速度分布律141

4.3.1 麦克斯韦速度分布函数141

4.3.2 麦克斯韦速度分量分布函数143

4.3.3 麦克斯韦速度分布律143

4.3.4 误差函数148

4.3.5 应用举例150

4.3.6 麦克斯韦速度分布律的实验验证158

4.4 能量按自己度均分定理161

4.4.1 气体的内能和定容热容量161

4.4.2 自由度和动能函数163

4.4.3 分子热运动平均能量的计算166

4.4.4 理想气体的摩尔内能和定容量尔热容量168

4.4.5能量按自由度均分定理170

4.4.6 由能量按自由度平均分定理看经典物理的困难172

思考题174

习题176

第5章 气体的输运过程185

5.1.1 牛顿黏滞定律186

5.1 输运过程的宏观规律186

5.1.2 傅里叶热传导定律188

5.1.3 对流和辐射传热191

5.1.4 菲克扩散定律197

5.2 输运过程的微观解释201

5.2.1 思路与准备201

5.2.2 黏滞现象的微观解释205

5.2.3 热传导现象的微观解释205

5.2.4 扩散现象的微观解释206

5.2.5 输运过程简单微观理论与实验的比较208

5.2.6 对简单理论的改进209

5.3 超稀薄气体的热传导及黏滞现象212

思考题213

习题215

第6章 热力学第一定律219

6.1 功、内能和热量219

6.1.1 热力学的广义功219

6.1.2 内能220

6.1.3 热量222

6.2 热力学第一定律224

6.2.1 热力学第一定律的建立224

6.2.2 热力学第一定律的数学表述227

6.3 准静态过程与可逆过程228

6.3.1 准静态过程228

6.3.2 可逆过程230

6.4.1 体积功的计算232

6.4 可逆过程中功的计算232

6.4.2 其他形式的功234

6.4.3 可逆过程作功的一般表达式237

6.5 热容量与热量的计算及焓237

6.5.1 等容过程热容量与内能的变化238

6.5.2 等压过程热容量与焓的变化238

6.5.3 由热容量计算热量、内能和焓241

6.5.4 对热容量的进一步认识241

6.6 气体的内能244

6.6.1 焦耳实验244

6.6.2 焦耳定律245

6.6.3 焦耳——汤姆逊实验246

6.6.4 理想气体的定义250

6.6.5 对焦耳——汤姆逊效应的初步解释251

6.7 理想气体典型热力学过程的分析253

6.7.1 等温过程254

6.7.2 等容过程254

6.7.3 等压过程255

6.7.4 绝热过程256

6.7.5 多方过程260

6.8 循环过程262

6.8.1 热力循环及其效果262

6.8.2 制冷循环和制冷系数264

6.8.3 热泵及热泵效能269

6.8.4 卡诺循环270

6.8.5 常用的理想动力循环简述272

6.9 能源和能源新技术简述275

思考题282

习题284

第7章 热力学第二定律296

7.1 问题的提出296

7.2 热现象的不可逆性297

7.2.1 热现象的进行方向297

7.2.2 各种不可逆过程都是相互关联的298

7.2.3 自发过程初末态的差别300

7.3 态函数熵302

7.3.1 热力学概率与熵的定义——玻耳兹曼公式302

7.3.2 理想气体熵的表达式303

7.3.3 熵的变化与热交换306

7.4.1 熵增加原理——热力学第二定律的熵表述308

7.4 热力学第二定律308

7.4.2 热力学第二定律的经典表述309

7.4.3 热力学第二定律的实质311

7.4.4 热力学第二定律的统计意义313

7.5 卡诺定理及其应用314

7.5.1 卡诺定理在热力学发展中的重要地位314

7.5.2 卡诺定理及其证明315

7.5.3 历史上对卡诺定理的证明和态函数熵的引进318

7.5.4 热力学温标的建立323

7.5.5 物质的内能与状态方程的关系325

7.6 熵差的计算327

7.7 熵及熵增加原理的实际应用335

7.8.1 负温度341

7.8 熵及热力学第二定律的拓展341

7.8.2 熵与信息347

7.8.3 时间箭头354

7.8.4 非平衡的定常态359

7.8.5 耗散结构361

7.8.6 从平衡态走向混沌374

7.8.7 热寂说376

思考题378

习题380

第8章 相变386

8.1.1 汽化和凝结387

8.1.2 蒸发与饱和蒸气压387

8.1 气-液相变387

8.1.3 沸腾389

8.1.4 汽化热和凝结热391

8.1.5 过饱和蒸气与过热液体392

8.1.6 气液等温转变 临界点395

8.1.7 范德瓦尔斯等温线 临界参量399

8.1.8 物态对比方程 对应态定律401

8.1.9 汽化曲线402

8.1.10 热管403

8.2 固-液相变和固-气相变 三相图404

8.2.1 固-液相变404

8.2.2 固-气相变407

8.2.3 三相图408

8.3 一级相变的普遍特征 克拉珀龙方程409

8.3.1 气-液、固-液、固-气相变的共同特征一级相变409

8.3.2 克拉珀龙方程411

8.4 连续相变简介413

8.4.1 一级相变以外的一些相变现象413

8.4.2 连续相变419

思考题422

习题424

2 常用物理学常量426

附录427

1 习题参考答案427

3 索引437

4 主要参考书目442