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第一章 热力学基础知识 1

1.1 热力学研究对象和方法 1

1.2 温度 4

1.3 物态方程 7

1.4 准静态过程 9

习题 14

第二章 热力学的基本定律 15

2.1 热力学第一定律 15

2.2 热力学第二定律 22

2.3 卡诺定理 30

2.4 热力学温标 31

2.5 热力学第二定律的数学表述熵 34

2.6 系统熵函数的表达式 41

习题 46

第三章 热力学函数及其应用 49

3.1 焓及焓判据 49

3.2 自由能及自由能判据 52

3.3 自由焓 54

3.4 麦克斯韦关系 56

3.5 基本热力学函数 67

3.6 特性函数 72

3.7 气体的节流膨胀过程与绝热膨胀过程 75

3.8 表面的热力学函数 79

3.9 磁介质的热力学性质 82

3.10 热辐射 84

3.11 开放系统的热力学基本等式 88

3.12 平衡条件和平衡稳定性条件 93

习题 98

第四章 相平衡与相变 100

4.1 单元两相系的平衡 100

4.2 液、气二相的转变 范德瓦耳斯等温曲线 103

4.3 二级相变 108

4.4 复相多元系的平衡条件 相律 110

4.5 热力学第三定律 113

习题 117

第五章 概率理论的若干基础知识 119

5.1 引言 119

5.2 概率理论的主要概念 122

5.3 随机变量的概率分布 统计平均值 涨落 127

5.4 n个随机变量的联合分布 132

习题 135

第六章 玻尔兹曼统计分布 137

6.1 μ空间 138

6.2 系统的状态 143

6.3 玻尔兹曼的基本假设 151

6.4 经典玻尔兹曼统计分布律 153

6.5 热力学函数 159

6.6 玻尔兹曼关系 163

6.7 单原子分子理想气体的热力学函数 167

6.8 麦克斯韦速度分布律 170

6.9 重力场中的理想气体 172

6.10 能量均分定理及其应用 174

6.11 气体热容的量子理论 182

6.12 固体热容量 195

习题 202

第七章 系综理论 204

7.1 Γ空间 204

7.2 系综理论 209

7.3 微正则分布 214

7.4 正则分布 218

7.5 正则分布的热力学公式 227

7.6 非理想气体的状态方程 235

7.7 巨正则分布 242

7.8 巨正则分布的热力学函数 249

习题 257

第八章 量子统计学 259

8.1 费密—狄拉克分布与玻色—爱因斯坦分布 259

8.2 金属中的自由电子气 277

8.3 理想玻色气体的性质 285

8.4 光子气体 293

8.5 声子 297

习题 300

第九章 涨落理论 303

9.1 涨落的半热力学理论 303

9.2 布朗运动理论 309

习题 315

附录 有关数学问题 316

（一）证明两个偏导数公式 316

（二）排列与组合问题 318

（三）几个定积分的值 320

（四）玻色—爱因斯坦积分 322

（五）费密—狄拉克积分 323

（六）半径为R的n维球的体积与表面积 324