本書是為適應工科院校碩士研究生教學改革和教學需要而編寫的。內容由本科階段的平衡態熱力學擴展到非平衡態熱力學; 由宏觀動力學擴展到多相催化動力學、相變動力學及電子轉移過程動力學; 由傳統的宏觀系統熱力學研究方法擴展到統計熱力學研究方法。
前言
第1章 統計熱力學基礎
1.1 概論
1.1.1 統計熱力學的研究方法和任務
1.1.2 統計系統的分類
1.1.3 斯特林公式.
1.2 分子的運動形式及能級公式
1.2.1 分子的運動形式
1.2.2 平動能級
1.2.3 轉動能級
1.2.4 振動能級
1.2.5 電子運動能級和核運動能級
1.2.6 分子能級
1.3 粒子的能量分布和獨立粒子系統的微觀狀態數
1.3.1 宏觀狀態和微觀狀態
1.3.2 能量分布
1.3.3 定位系統的微觀狀態數
1.3.4 非定位系統的微觀狀態數
1.4 最概然分布
1.4.1 統計熱力學的基本假定
1.4.2 玻耳茲曼定理
1.4.3 摘取最大項法
1.5 玻耳茲曼分布定律
1.5.1 玻耳茲曼分布定律的推導
1.5.2 玻耳茲曼分布
1.5.3 玻色-愛岡斯坦分布和費米-狄拉克分布
1.5.4 配分函數
1.6 配分函數與熱力學函數的關系
1.6.1 菲定位系統的熱力學函數
1.6.2 定位系統的熱力學函數
1.7 熱力學三大定律的本質
1.7.1 熱力學第一定律的本質
1.7.2 熱力學第二定律的本質
1.7.3 熱力學第一定律的本質
1.8 配分函數的計算
1.8.1 平動配分函數
1.8.2 轉動配分函數
1.8.3 振動配分函數
1.8.4 電子配分函數
1.8.5 核配分函數
1.9 統計熵的計算
1.9.1 平動熵
1.9.2 轉動熵
1.9.3 振動熵
1.9.4 電子熵
1.10 統計熱力學原理應川示例
1.10.1 理想氣體狀態方程的導出
1.10.2 氣體熱容的計算
1.10.3 理想氣體反應平衡常數的計算.
1.11 同體的熱容
1.11.1 能均分定理的應用
1.11.2 愛岡斯坦理論
1.11.3 德拜理論
習題一
第2章 非平衡態(不可逆過程)熱力學基礎
2.1 恒定狀態與局部平衡
2.1.1 平衡態、非平衡態與恒定狀態
2.1.2 局部平衡假設
2.1.3 熵產生原理(或有序和無序)
2.2 非平衡態熱力學
2.2.1 熵產生和熵流
2.2.2 離散系統熵嚴生率的進一步討論
2.3 非線性非平衡態熱力學簡介
2.3.1 耗散結構
2.3.2 熵在信息學中的應用
2.4 非平衡態熱力學在傳遞過程的應用
2.5 非平衡態熱力學在導電過程的應用
2.5.1 熵流密度和局域熵產生率
2.5.2 最小熵產生
習題二
第3章 非線性化學
3.1 非線性化學現象簡介
3.1.1 化學振蕩
3.1.2 多重定態和化學滯后現象
3.1.3 圖靈空間有序結構
3.1.4 化學波
3.1.5 化學混沌
3.2 非線性化學理論研究方法
3.2.1 非線性化學的熱力學基礎
3.2.2 非線性化學動力學理論
習題三
第4章 電荷傳遞動力學
4.1 電極過程動力學基礎
4.1.1 電極過程的特征
4.1.2 電化學極化過程
4.2 電極電位對電化學反應過程的影響
4.2.1 電極電位對電化學反應活化能的影響
4.2.2 電極電位對電化學反應速率的影響
4.2.3 平衡電極電位和交換電流密度
4.3 穩態電化學極化規律
4.3.1 陰極電流遠小于交換電流(ic<4.3.2 陰極極化電流遠大丁交換電(ic>>i0)
4.4 濃度極化與電化學極化共同存在的陰極過程
4.5 多電子轉移步驟
4.5.1 多電子電極反應
4.5.2 多電子轉移步驟的動力學規律
習題四
第5章 多相催化反應動力學
5.1 動力學基本概念
5.1.1 化學計量方程和化學計量數
5.1.2 反應速率
5.1.3 轉換數和轉換頻率
5.1.4 速率方程與動力學的參數
5.1.5 速率控制步驟
5.1.6 表而質量作用定律
5.1.7 復雜反應近似處理方法
5.2 多相催化反應速率方程
5.2.1 機理模型法建立速率方程
5.2.2 經驗模型法建立速率方程——冪式多相催化速率方程
5.3 多相催化動力學模型的建立
5.3.1 動力學數據的測定
5.3.2 催化動力學數據處理
5.3.3 建立多相催化動力學模型——速率方程和擬定機理實例
5.3.4 多相催化動力學模型研究的兒種動力學方法
5.4 多相催化反應中的傳遞過程
5.4.1 流體與催化劑外表面問的傳遞過程.
5.4.2 簡化的恒溫粒內傳質過程及對反應活化能和反應級數的影響.
5.4.3 復雜情況下恒溫粒內傳質過程
5.4.4 非恒溫反應中的有效兇子
5.5 非穩態催化過程動力學簡介
5.5.1 催化反應動力學中的多穩態與振蕩
5.5.2 穩態同位素瞬變動力學分析
5.5.3 TAP技術
習題五
第6章 相變原理基礎
6.1 相變的熱力學分類
6.1.1 按熱力學分類
6.1.2 按相變方式分類
6.1.3 按質點遷移特征分類
6.1.4 馬氏體相變
6.1.5 有序-無序轉變
6.2 相變過程的熱力學條件
6.2.1 相變過程的不平衡狀態及亞穩定狀態
6.2.2 相變過程推動力
6.2.3 外界條件對相變推動力的影響
6.3 液-固相變過程動力學
6.3.1 晶核形成的熱力學條件
6.3.2 晶核形成過程動力學
6.3.3 晶體生長過程動力學
6.3.4 析晶過程
6.3.5 影響析晶能力的兇素
習題六
主要參考書目
附錄
附錄1 某些物質的臨界參數
附錄2 某些氣體的范德華常數
附錄3 熱力學數據表
附錄4 各種氣體白25℃至某溫度的平均摩爾定壓熱容
附錄5 某些氣體的摩爾定壓熱容與溫度的關系
附錄6 水溶液中某些離子的標準摩爾生成熱
附錄7 物質的標準摩爾燃燒熱
附錄8 基本常數
附錄9 希臘字母表
附錄10 元素的相對原子質量四位數表
附錄11 一些物質的自由能函數
《高等物理化學》:
第1章 統計熱力學基礎
本章簡要介紹統計熱力學的基本原理。主要內容有統計熱力學的基本概念、玻耳茲曼統計、配分函數及其應用。著重介紹玻耳茲曼統計及其對理想氣體的應用,尤其是理想氣體平衡常數的計算。對于玻色愛因斯坦統計和費米狄拉克統計,本章只作簡單介紹。
1.1 概論
1.1.1 統計熱力學的研究方法和任務
熱力學以大量微觀粒子(分子、原子和電子等)構成的宏觀系統作為研究對象,它只討論宏觀系統的平衡性質,并運用熵S、吉布斯自由能G等熱力學函數來預測在一定條件下過程變化的方向和限度。其主要內容是從經驗歸納得到的四條基本定律(熱力學第零、第一、第二和第三定律),以及據此通過嚴密的演繹推理所獲得的一系列具有實用價值的規律。從熱力學得到的結論對于由大量粒子組成的系統具有高度的可靠性和普遍性。但是,熱力學不管物質的微觀結構和微觀運動形態,因此只能得到聯系各種宏觀性質的一般規律,而不能給出微觀性質與宏觀性質之間的聯系。例如,熱力學關系式將熵在恒壓下隨溫度的變化與恒壓熱容聯系起來,若要計算一個具體系統在恒壓下的熵變