本书为著名物理学家吴大猷先生的著述《理论物理》(共七册)的第五册。《理论物理》是作者根据长期所从事的教学实践编写的一部比较系统全面的大学物理学教材。本册包括热力学、气体运动论及统计力学三部分,用宏观的和微观的观点,研究物理体系宏观系统的性质。本册共分21章:第1～6章为热力学部分；第7～14章为气体运动论部分；第15～21章为统计力学部分。在多数章末还附有习题供读者研讨和学习。
本书根据中国台湾联经出版事业公司的原书翻印出版，作者对原书作了部分更正，李政道教授为本书的出版写了序言，我们对原书中一些印刷错误也作了订正。
本书可供高等院校物理系师生教学参考，也可供研究生阅读。
样章试读
目录
- 序言
总序
引言
参考文献
第一部分 热力学
第1章 引论
1.1 一些巨观的观念:平衡态,温度,热力学第零定律
1.1.1 物理系统
1.1.2 平衡态
1.1.3 态函数
1.1.4 热力学第零定律
1.1.5 温度
1.1.6 态函数与非态函数
1.2 一些巨观的系数
1.2.1 等压(isobaric,或isopiestic)变迁:膨胀系数α
1.2.2 等容积(isochoric,或isopycnic,或isosteric)变迁:压力系数β
1.2.3 等温(isothermal)变迁:压缩系数κ
1.2.4 体积弹性系数B(bulk modulus)
1.3 外延量与内含量(extensive and intensive quantity)
习题
第2章 热力学第一定律
2.1 第一定律:能之守恒
2.2 第一定律的应用:气体的比热
2.3 焓
2.4 绝热过程:比热c_p ,c_V
2.5 第一定律于热力化学之应用
2.5.1 物态的变迁
2.5.2 溶解及稀释
2.5.3 化学反应
2.5.4 周环的过程
第3章 热力学第二定律
3.1 可逆及不可逆过程
3.1.1 气体的绝热压缩及膨胀
3.1.2 气体的等温压缩及膨胀
3.1.3 气体的“自由膨胀”
3.1.4 热的传导
3.1.5 摩擦生热
3.1.6 气体扩散
3.2 热力学第二定律
3.3 Carnot循环过程
3.4 绝对温度标
3.5 熵
3.6 可逆的绝热过程,δQ=0,dS=0
3.7 熵与第二定律
3.8 气体扩散混合之熵改变
3.9 热力学函数与第二定律
3.9.1 热力学函数及微分关系
3.9.2 第二定律
3.10 第二定律的应用
3.11 Joule-Thomson实验——冷却机原理
3.12 磁性
3.12.1 顺磁性物体,如稀有土属原子,氧O_2 ,NO_2 分子等
3.12.2 铁磁性,如铁,镍,钴等
3.12.3 磁比热
3.12.4 以绝热消磁化(demagnetization)产生低温度法
附录 热力学函数
习题
第4章 热力平衡
4.1 热力平衡的条件
4.2 外力场下的热力平衡
4.3 相转变
4.3.1 第一阶相转变
4.3.2 第二阶相转变
4.4 相转变——van der Waals气体
4.5 Gibbs之相定则
4.6 化学反应平衡——质量作用定律
4.6.1 质量作用定律
4.6.2 Van’t Hoff反应等压式
4.6.3 Braun-Le Chatelier原理
4.6.4 Van’t Hoff反应等体积式
4.7 光谱之恒星分类——Saha氏理论
第5章 第二定律之Carathéodory氏式
5.1 积分因子(integrating factor)
5.2 积分因数存在之条件:几何解释
5.3 Carathéodory之热力学第二定律
5.4 ΔS≥0
第6章 第三定律
习题
第二部分 气体运动论
第7章 气体运动论
7.1 气体的压力,温度,动能
7.2 能之等分配定律
7.3 平均自由径,移动率
7.4 均功定理,气态方程式
7.5 分子速度分布——Maxwell分布
附录 van der Waals气体方程式
第8章 Boltzmann方程式及H定理
8.1 Boltzmann方程式
8.2 Boltzmann方程式之不可逆性——H定理
8.3 平衡态
8.4 H定理,热力学与不可逆性
习题
第9章 气体之热传导,黏性及扩散
9.1 输运现象
9.2 热之传导
9.3 黏性
9.4 扩散
9.5 其他不可逆过程
第10章 Brownian运动
10.1 Fokker-Planck方程式
10.2 J.Perrin(1908年)作两个实验,不仅证实上述理论,且首次量得Avogadro数N之值
10.3 Langevin的方法
第11章 Boltzmann方程式之解:输运系数
11.1 气体运动方程式
11.2 Boltzmann方程式之解:Chapman,Enskog法
11.3 Boltzmann方程式——若干基本问题
11.3.1 高密度气体的问题
11.3.2 起伏的问题
11.3.3 Boltzmann方程式的基础
第12章 气体之运动——统计理论
12.1 Liouville方程式及系综
12.2 Bogoliubov,Born,Green,Kirkwood,Yvon方程式系
12.2.1 参数ξ之选择
12.2.2 气体
12.3 B-B-G-K-Y方程式之解:多时标方法
12.4 游离体的运动方程式
第13章 不可逆热力学引论
13.1 熵之产生,热传导
13.2 热电现象
13.2.1 Peltier效应
13.2.2 Thomson效应
13.2.3 Seebeck效应
13.2.4 Seebeck效应与Peltier效应
13.2.5 Peltier效应,Thomson效应与Seebeck效应
13.3 不可逆热力学——热电现象
13.4 Onsager互易关系
第14章 几率,Markov过程与不可逆性
14.1 Markov过程
14.1.1 无规过程
14.1.2 稳定无规过程
14.1.3 Gauss稳定无规过程
14.1.4 有条件的几率
14.1.5 Markov过程
14.1.6 稳定Markov过程
14.2 起伏散逸关系,Brownian运动
14.3 几率与时间的矢向——不可逆性
14.4 “主方程式”
习题
第三部分 统计力学
第15章 几率引论
15.1 几率观念
15.2 几率,平均值
15.3 连续变数之几率
15.4 中心极限定理
15.5 起伏现象——几率计算之简单应用
15.5.1 气体密度起伏
15.5.2 折光率与密度起伏
15.5.3 原子核之α衰变
15.5.4 Shot效应
习题
第16章 统计力学——Maxwell-Boltzmann理论
16.1 分子密度之分布
16.2 速度的分布问题——几率与熵
16.3 “最可能态”:μ空间法
16.4 Maxwell-Boltzmann统计力学——Γ空间法及Ergodic假定
16.5 统计力学与不可逆过程
16.6 几率与热力学
16.7 总结
16.7.1 几率观念与热力学观念的关系
16.7.2 统计力学的力学部分
习题
第17章 Darwin及Fowler平均值法
17.1 平均值
17.2 Darwin-Fowler法与热力学
习题
第18章 统计力学——系综理论
18.1 Gibbs之系综理论
18.1.1 微正则系综(microcanonical ensemble)
18.1.2 正则系综(canonical ensemble,亦称macrocanonical ensemble)
18.1.3 大正则系综(grand canonical ensemble)
18.2 系综理论,热力学熵定律及气体运动论之H定理
18.3 微正则系综与热力学
18.4 正则系综与热力学
18.4.1 平衡态系
18.4.2 两个系之合并
18.4.3 起伏
18.5 大正则系综
18.5.1 热力函数
18.5.2 起伏
18.5.3 Gibbs之佯谬
18.6 Maxwell-Boltzmann,Darwin-Fowler,Gibbs三种统计力学
习题
第19章 Boltzmann,Bose-Einstein及Fermi-Dirac统计
19.1 引言
19.2 Bose统计——黑体辐射Planck公式
19.3 Bose-Einstein统计
19.4 Fermi-Dirac统计
19.5 三种统计的关系——L.Brillouin法
19.6 简并系统
19.6.1 弱简并:γ<0,e^γ≪1
19.6.2 强简并之B-E气体(γ=0谓为完全简并)
19.6.3 爱因斯坦凝结
19.6.4 强简并之F-D气体,γ≫1
19.7 金属中之电子、原子分子中之电子
19.8 量子统计对金属输运性质之应用
19.9 量子统计对电热现象之应用
19.9.1 Thomson效应
19.9.2 Seeback效应
19.9.3 Peltier效应
习题
第20章 量子统计与量子力学
20.1 引言
20.2 F-D统计
20.3 B-E统计
20.4 Boltzmann统计
第21章 微观的可逆性与巨观的不可逆性
21.1 导言
21.2 热力学第零定律
21.3 巨观观点的几率性及不可逆性
21.4 由微观描述至巨观描述:收缩法
索引
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