現代熱力學：第二定律的一種新表述

內容簡介

熱力學第二定律被譽為歷史上最偉大的十個方程之一，又是人類對大量粒子組成巨觀體系的經驗總結，知識界應該人人皆知。它說明巨觀變化的方向(或稱 “時間箭頭”)。簡單體系總是向著(有效)能量耗散(消耗和散失)的方向減少和退化；而複雜體系是在能量耗散的退化同時實現耗散最小化的進化，理想的極限是非耗散。熱力學是科學的核心基礎內容，熱力學第二定律又是熱力學的核心，上百年來基本上停留在簡單體系的經典熱力學階段。

從20世紀70年代低壓人造金剛石的成功被認為是“點金術”到如今成為複雜體系現代熱力學的試金石，相應地，形成了一個完整的熱力學學科。整個由大量（1023）粒子組成的巨觀體系都服從熱力學第二定律。這一基礎理論發展必將進一步推進其在物理、化學、材料科學、生命科學等基礎科學中的套用，對人文科學等也有參考和借鑑價值。

本書可供自然科學工作者、教師、研究生和學生作為教學、科研和閱讀參考，也可供工程技術和人文科學領域的人員閱讀借鑑。

書籍目錄

前言

第1章熱力學學科的理論基礎1

1.1熱力學學科及其適用範圍1

1.2能量的兩大基本特性2

1.3熱力學的一些基本概念3

1.3.1體系和環境3

1.3.2平衡態、非平衡定態和非平衡態4

1.3.3狀態參數或態函式5

1.3.4狀態方程6

1.3.5可逆過程、不可逆過程和準靜態過程6

1.3.6自發過程和非自發過程7

1.4熱力學理論基礎及其基本定律7

1.4.1熱力學第零定律和局域平衡近似7

1.4.2熱力學第一定律8

1.4.3卡諾定理9

1.4.4絕對溫度11

1.4.5熱力學第二定律12

1.4.6熵函式的物理意義14

1.5熱力學第二定律的一種新表述16

參考文獻18

第2章簡單體系的經典熱力學20

2.1平衡熱力學(可逆過程熱力學)20

2.2非平衡熱力學(不可逆過程熱力學)23

2.3平衡的判據24

2.4熵變的計算25

2.5吉布斯自由能與溫度或壓強的關係30

2.6熵產生的計算34

2.7平衡相圖38

參考文獻39

第3章低壓金剛石耦合模型:熱力學發展的突破口41

3.1高壓法人造金剛石41

3.2激活低壓氣相生長人造金剛石43

3.3超平衡原子氫擇優腐蝕的動力學模型47

3.4低壓金剛石的熱力學耦合模型49

3.5低壓金剛石的熱力學耦合反應機理50

3.6一個全新的熱力學領域——非耗散熱力學52

參考文獻54

第4章現代熱力學的非耗散熱力學57

4.1非耗散熱力學和非平衡相圖57

4.2激活石墨的熱力學數據58

4.2.1吉布斯自由能法58

4.2.2平衡常數法60

4.3非平衡相圖的計算62

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