Учебное пособие. — Киев: Изд-во Киевского ун-та, 1966. — 364 с.:
ил.
Изображение хорошего качества с текстовым слоем. Работа дает систематическое изложение основ термодинамики и статистической физики, включая обоснования современных методов и их применение к решению важнейших физических задач. Для классических систем в основу кладется статистический метод Гиббса, из которого выводятся термодинамические соотношения. В книге подробно развивается квантовая статистика и обсуждаются наиболее интересные квантовые эффекты. Учебное пособие рассчитано на студентов-физиков и радиофизиков, а также аспирантов и научных работников. Допущено Министерством высшего и среднего специального образования УССР в качестве учебного пособия для студентов вузов специальностей «Физика», «Радиофизика и электроника» Оглавление (под спойлером).
Основные этапы развития учения о теплоте
Возникновение науки о тепловых явлениях
Работы М.В. Ломоносова по молекулярно-кинетической теории вещества
Дальнейшее развитие молекулярно-кинетических представлений и создание термодинамики и статистической физики
Борьба молекулярно-кинетических представлений с энергетизмом
Статистическое обоснование термодинамики
Уравнение движения механической системы в форме Гамильтона
Вычисление средних по времени от функций координат и импульсов системы — основная задача статистической физики
Переход от средних по времени к средним по совокупности
Свойства плотности вероятности. Теория Лиувилля
Микроканоническое и каноническое распределение
Эргодические системы и их свойства
Равенство средних по совокупности и по времени для эргодических систем, если плотность вероятности дается микроканоническим распределением
Случай, когда практически не вся гиперповерхность постоянной энергии доступна для движения системы
Состояние равновесия и флюктуации. Время релаксации
Плотность вероятности распределения для системы в термостате
Свойства канонического распределения
Внешние параметры и работа, совершаемая системой
I начало термодинамики.
Термодинамические степени свободы системы
II начало термодинамики для квазистатических процессов
Свойство аддитивности энтропии
Закон возрастания энтропии и II начало термодинамики для неквазистатических процессов
Следствия из закона возрастания энтропии
Трудности в понимании закона возрастания энтропии
Теория «тепловой смерти Вселенной» и критика её Энгельсом
Применение статистического метода к простейшим системам, находящимся в равновесии
Методика нахождения термодинамических величин
Термодинамические свойства идеального газа
Многоатомный газ
Распределение Максвелла — Больцмана
Применение статистики к твердому телу
Применение статистической физики к рассмотрению излучения
Теория реальных газов
Метод Боголюбова
Феноменологическая термодинамика
Общие принципы термодинамики. Метод. Понятия
Соотношения между калорическими коэффициентами, получаемые из I начала
Применение I начала к случаю стационарного течения газа или жидкости
Адиабатическое расширение газа, как способ получения низких температур
Применение I начала к круговым циклам
Соотношения между термодинамическими величинами, получающиеся с помощью II начала термодинамики
Нахождение термодинамической температуры
Характеристические функции, или термодинамические потенциалы
Коэффициент полезного действия тепловых машин
Применение термодинамики к веществу, находящемуся в электрическом или магнитном поле
Применение термодинамики к работе гальванического элемента
Тепловая теорема Нернста
III начало термодинамики
Термодинамика систем с переменным числом частиц физически и химически неоднородных систем
Большое каноническое множество Гиббса
Вычисления средних по большому каноническому множеству
Термодинамические потенциалы для систем больших размеров
Условия фазового равновесия в однокомпонентной системе
Условия устойчивости данного состояния системы
Химическое равновесие в однофазной системе
Химическое равновесие в газовой смеси. Закон действующих масс
Равновесие в многофазной химически неоднородной системе
Правило фаз Гиббса
Теория разбавленных растворов
Теория фазового равновесия в случае разбавленных растворов
Фазовые переходы II рода
Термодинамические потенциалы для тел малых размеров
Условия равновесия двух фаз при наличии границы раздела между ними. Метастабильные состояния
Теория флюктуации
Общая постановка задачи о флюктуациях
Флюктуации объема при фиксированном давлении
Влияние флюктуаций на чувствительность измерительных приборов
Флюктуации плотности и числа частиц в объеме
Теория молекулярного рассеяния света
Термодинамическая теория флюктуаций
Теория броуновского движения
Исследование флюктуаций — прямое экспериментальное доказательство атомистического строения вещества
Неравновесные состояния. Элементы физической кинетики
Общие уравнения переноса частиц и энергии при отсутствии термодинамического равновесия
Уравнения диффузии и теплопроводности и их решение для бесконечно протяженной среды
Длина свободного пробега и коэффициент диффузии для
идеальных газов
Кинетическое уравнение Больцмана
Вычисление коэффициента диффузии, электро- и теплопроводности на основе кинетического уравнения Больцмана
Возникновение квантовой механики и статистики
Недостатки классической статистики
Гипотеза Планка о дискретных уровнях энергии осцилляторов и возникновение квантовой статистики
Дальнейшее развитие квантовой статистики. Возникновение квантовой механики
Начальные сведения из квантовой механики
Решения простейших квантово-механических задач
Методы квантовой статистики
Основные принципы квантовой статистика
Вычисление кратности вырождения для квазиизолированной системы, состоящей из большого числа одинаковых, но принципиально различных частиц
Метод перевала
Расчет среднего числа частиц, обладающих заданной энергией, и средней энергией частиц каждого сорта
Силы, с которыми система действует на внешние тела. Работа, совершаемая системой. Свободная энергия и энтропия системы
Количество тепла и II начало термодинамики
Квантовая статистика тождественных частиц
Понятие тождественности. Особенности статистики тождественных частиц
Расчет кратности вырождения, средней энергии и числа частиц на данном уровне для системы тождественных нелокализованных частиц
Статистика Бозе — Эйнштейна и статистика Ферми — Дирака
Работа, совершаемая системой тождественных частиц, количество тепла, получаемое ею от термостата, и II начало термодинамики
Сопоставление формул квантовой статистики тождественных частиц с формулами классической статистики для систем с переменным числом частиц
Предельный переход к случаю малых концентраций частиц и высоких температур
H-теорема Больцмана и закон возрастания энтропии для систем тождественных частиц
Формулировка условий фазового и химического равновесия в квантовой статистике
Применение квантовой статистики к простейшим термодинамическим системам
Теория теплоемкости идеальных двухатомных газов
Теория теплоемкости многоатомных молекул, обладающих осевой симметрией
Рассмотрение равновесного излучения и теплового движения в твердых телах на основе представления о фотонах и фононах-частицах, подчиняющихся статистике Бозе
Термодинамические свойства сильно вырожденного фермиевского газа
Статистика вырожденного Бозе-газа и явление Бозе-конденсации
Теория орто- и параводорода и дейтерия
Теория равновесия кристалла с насыщенным паром
Теория термической диссоциации двухатомного газа
Квазиравновесные состояния системы с ограниченными значениями энергии и возможности осуществления в них отрицательных температур
Литература
Термодинамика, физическая и коллоидная
химия, смежные вопросы: аннотированный список литературы
Изображение хорошего качества с текстовым слоем. Работа дает систематическое изложение основ термодинамики и статистической физики, включая обоснования современных методов и их применение к решению важнейших физических задач. Для классических систем в основу кладется статистический метод Гиббса, из которого выводятся термодинамические соотношения. В книге подробно развивается квантовая статистика и обсуждаются наиболее интересные квантовые эффекты. Учебное пособие рассчитано на студентов-физиков и радиофизиков, а также аспирантов и научных работников. Допущено Министерством высшего и среднего специального образования УССР в качестве учебного пособия для студентов вузов специальностей «Физика», «Радиофизика и электроника» Оглавление (под спойлером).
Основные этапы развития учения о теплоте
Возникновение науки о тепловых явлениях
Работы М.В. Ломоносова по молекулярно-кинетической теории вещества
Дальнейшее развитие молекулярно-кинетических представлений и создание термодинамики и статистической физики
Борьба молекулярно-кинетических представлений с энергетизмом
Статистическое обоснование термодинамики
Уравнение движения механической системы в форме Гамильтона
Вычисление средних по времени от функций координат и импульсов системы — основная задача статистической физики
Переход от средних по времени к средним по совокупности
Свойства плотности вероятности. Теория Лиувилля
Микроканоническое и каноническое распределение
Эргодические системы и их свойства
Равенство средних по совокупности и по времени для эргодических систем, если плотность вероятности дается микроканоническим распределением
Случай, когда практически не вся гиперповерхность постоянной энергии доступна для движения системы
Состояние равновесия и флюктуации. Время релаксации
Плотность вероятности распределения для системы в термостате
Свойства канонического распределения
Внешние параметры и работа, совершаемая системой
I начало термодинамики.
Термодинамические степени свободы системы
II начало термодинамики для квазистатических процессов
Свойство аддитивности энтропии
Закон возрастания энтропии и II начало термодинамики для неквазистатических процессов
Следствия из закона возрастания энтропии
Трудности в понимании закона возрастания энтропии
Теория «тепловой смерти Вселенной» и критика её Энгельсом
Применение статистического метода к простейшим системам, находящимся в равновесии
Методика нахождения термодинамических величин
Термодинамические свойства идеального газа
Многоатомный газ
Распределение Максвелла — Больцмана
Применение статистики к твердому телу
Применение статистической физики к рассмотрению излучения
Теория реальных газов
Метод Боголюбова
Феноменологическая термодинамика
Общие принципы термодинамики. Метод. Понятия
Соотношения между калорическими коэффициентами, получаемые из I начала
Применение I начала к случаю стационарного течения газа или жидкости
Адиабатическое расширение газа, как способ получения низких температур
Применение I начала к круговым циклам
Соотношения между термодинамическими величинами, получающиеся с помощью II начала термодинамики
Нахождение термодинамической температуры
Характеристические функции, или термодинамические потенциалы
Коэффициент полезного действия тепловых машин
Применение термодинамики к веществу, находящемуся в электрическом или магнитном поле
Применение термодинамики к работе гальванического элемента
Тепловая теорема Нернста
III начало термодинамики
Термодинамика систем с переменным числом частиц физически и химически неоднородных систем
Большое каноническое множество Гиббса
Вычисления средних по большому каноническому множеству
Термодинамические потенциалы для систем больших размеров
Условия фазового равновесия в однокомпонентной системе
Условия устойчивости данного состояния системы
Химическое равновесие в однофазной системе
Химическое равновесие в газовой смеси. Закон действующих масс
Равновесие в многофазной химически неоднородной системе
Правило фаз Гиббса
Теория разбавленных растворов
Теория фазового равновесия в случае разбавленных растворов
Фазовые переходы II рода
Термодинамические потенциалы для тел малых размеров
Условия равновесия двух фаз при наличии границы раздела между ними. Метастабильные состояния
Теория флюктуации
Общая постановка задачи о флюктуациях
Флюктуации объема при фиксированном давлении
Влияние флюктуаций на чувствительность измерительных приборов
Флюктуации плотности и числа частиц в объеме
Теория молекулярного рассеяния света
Термодинамическая теория флюктуаций
Теория броуновского движения
Исследование флюктуаций — прямое экспериментальное доказательство атомистического строения вещества
Неравновесные состояния. Элементы физической кинетики
Общие уравнения переноса частиц и энергии при отсутствии термодинамического равновесия
Уравнения диффузии и теплопроводности и их решение для бесконечно протяженной среды
Длина свободного пробега и коэффициент диффузии для
идеальных газов
Кинетическое уравнение Больцмана
Вычисление коэффициента диффузии, электро- и теплопроводности на основе кинетического уравнения Больцмана
Возникновение квантовой механики и статистики
Недостатки классической статистики
Гипотеза Планка о дискретных уровнях энергии осцилляторов и возникновение квантовой статистики
Дальнейшее развитие квантовой статистики. Возникновение квантовой механики
Начальные сведения из квантовой механики
Решения простейших квантово-механических задач
Методы квантовой статистики
Основные принципы квантовой статистика
Вычисление кратности вырождения для квазиизолированной системы, состоящей из большого числа одинаковых, но принципиально различных частиц
Метод перевала
Расчет среднего числа частиц, обладающих заданной энергией, и средней энергией частиц каждого сорта
Силы, с которыми система действует на внешние тела. Работа, совершаемая системой. Свободная энергия и энтропия системы
Количество тепла и II начало термодинамики
Квантовая статистика тождественных частиц
Понятие тождественности. Особенности статистики тождественных частиц
Расчет кратности вырождения, средней энергии и числа частиц на данном уровне для системы тождественных нелокализованных частиц
Статистика Бозе — Эйнштейна и статистика Ферми — Дирака
Работа, совершаемая системой тождественных частиц, количество тепла, получаемое ею от термостата, и II начало термодинамики
Сопоставление формул квантовой статистики тождественных частиц с формулами классической статистики для систем с переменным числом частиц
Предельный переход к случаю малых концентраций частиц и высоких температур
H-теорема Больцмана и закон возрастания энтропии для систем тождественных частиц
Формулировка условий фазового и химического равновесия в квантовой статистике
Применение квантовой статистики к простейшим термодинамическим системам
Теория теплоемкости идеальных двухатомных газов
Теория теплоемкости многоатомных молекул, обладающих осевой симметрией
Рассмотрение равновесного излучения и теплового движения в твердых телах на основе представления о фотонах и фононах-частицах, подчиняющихся статистике Бозе
Термодинамические свойства сильно вырожденного фермиевского газа
Статистика вырожденного Бозе-газа и явление Бозе-конденсации
Теория орто- и параводорода и дейтерия
Теория равновесия кристалла с насыщенным паром
Теория термической диссоциации двухатомного газа
Квазиравновесные состояния системы с ограниченными значениями энергии и возможности осуществления в них отрицательных температур
Литература