热力学与统计物理学热点问题思考与探索

本书根据厦门大学严子泼、陈丽璇、陈金灿、苏国珍等老师在长期从事热力学与统计物理学的教学和科研实践中所撰写的40多篇教学研究论文和部分科研论文，同时吸收近年来国内外有关热力学与统计物理学的部分新研究成果，由陈金灿和苏国珍执笔编写而成。主要内容是对教科书中热力学与统计物理学理论的拓展与应用，既有理论上的意义，又有方法上的创新，并且在现实生活中具有应用价值。本书既不同于现有的热力学与统计物理学教科书，又有别于相关的专著。本书具有观点明确、方法新颖、内容丰富等特点，可作为高等院校物理学、化学、工程热物理学和其他有关专业的高年级本科生和研究生的热力学与统计物理学理论的延伸教材或参考书，也可供相关教师和科技工作者参考。

前言
第1章热力学定律1
1.1对热力学第二定律两种经典表述的讨论1
1.2对热力学第三定律的讨论6
1.3由比热容随正绝对温度趋于零导出能斯特定理10
1.4热力学定律与数学不等式11
参考文献18
第2章特别状态下系统的特性20
2.1T=+0K及T=-0K状态的特性20
2.2T=+0K及T=-0K状态的涨落特性23
2.3T=±∞状态的特性27
2.4T=∞状态的涨落特性30
2.5T=±∞时是否存在新的热力学定律31
2.6(U/p)T→∞的状态33
参考文献37
第3章理想气体38
3.1多方过程的基本特征38
3.2理想气体任一过程的热容及其应用41
3.3热力过程吸热与放热的简便判断方法44
3.4强迫绝热等熵过程47
3.5理想气体与热力学第三定律不相容49
参考文献51
第4章实际气体52
4.1实际气体任意过程的热容52
4.2范德瓦耳斯气体的准静态绝热方程56
4.3在任意过程中实际气体的特性57
4.4关于焦耳实验和焦-汤实验结果的讨论62
4.5范德瓦耳斯气体与热力学第三定律不相容64
参考文献65
第5章热力学特性函数67
5.1余函数的特性函数67
5.2由余函数的特性函数求范德瓦耳斯气体的性质72
5.3通用的热力学特征函数74
参考文献78
第6章广义卡诺循环79
6.1理想气体卡诺循环79
6.2非理想气体卡诺循环81
6.3强迫卡诺循环83
6.4类卡诺循环86
6.5类卡诺磁制冷循环94
6.6优选输出功时广义卡诺热机的效率96
67包含负绝对温度的热力学循环103
参考文献110
第7章不可逆热力学循环113
7.1有限时间热力学的特征113
7.2内可逆广义卡诺循环119
7.3内可逆循环理论在超导相变中的应用124
7.4太阳能驱动热机127
7.5半导体温差发电器132
7.6不可逆吸收式制冷机137
7.7不可逆化学机146
参考文献152
第8章热力学循环的BB图158
8.1卡诺循环的BB图158
8.2两类循环的BB图160
8.3三热源循环的BB图162
8.4逆向内可逆循环的BB图165
8.5不可逆卡诺循环的BB图167
参考文献169
第9章量子工质171
9.1理想玻色气体171
9.2理想费米气体175
9.3自旋-1/2系统178
9.4谐振子系统181
参考文献183
第10章量子热力学循环185
10.1玻色埃里克森制冷循环186
10.2费米布雷顿制冷循环192
10.3自旋布雷顿制冷循环197
10.4谐振子系统制冷循环204
参考文献214
第11章玻色-爱因斯坦凝聚217
11.1自由理想玻色系统性质的统一描述218
11.2有限尺度玻色系统221
11.3外势约束下的玻色气体226
11.4非理想玻色气体231
11.5相对论玻色气体237
参考文献244
第12章简并费米气体246
12.1有限尺度费米系统246
12.2外势约束下的费米气体251
12.3相互作用费米气体256
12.4相对论费米气体259
参考文献267
第13章布朗马达268
13.1布朗运动269
13.2热驱动布朗马达275
13.3闪烁布朗马达279
参考文献282
第14章涨落的热力学理论285
14.1涨落的均强定理285
14.2涨落的热力学方法288
14.3熵表象中的涨落热力学方法292
参考文献294