Развернуть ▼
Предлагаемая книга рассчитана на читателя, приступающего к изучению теоретического курса термодинамики, статистической физики и кинетики. В соответствии с этим предполагается, что читатель имеет достаточные знания по общей физике, высшей математике и квантовой механике. Более трудные параграфы, требующие от читателя большей подготовки, отмечены звездочкой и могут быть опущены при первом чтении.
Задача книги заключается в том, чтобы постепенно, начиная с элементарных понятий, познакомить читателя с методами термодинамики, статистической физики и кинетики, научить методам решения конкретных задач и максимально быстро подвести его к уровню, позволяющему читать монографии и статьи, посвященные специальным проблемам.
СодержаниеПредисловие ко второму изданию
Из предисловия к первому изданию
Введение
Часть I. Термодинамика
Глава I. Общие законы термодинамики
§ 1. Равновесные состояния и равновесные процессы
§ 2. Температура. Принцип температуры
§ 3. Энтропия. Принцип энтропии
§ 4. Абсолютная температура и абсолютная энтропия
§ 5. Работа
§ 6. Адиабатический и изотермический потенциалы
§ 7. Принцип энергии. Подвод и отвод тепла
§ 8. Теплоемкость газа
§ 9. Круговые процессы. Цикл Карно
§ 10. Аксиоматика термодинамики. Обобщение понятия энтропии на произвольные термодинамические системы. Принцип Нернста
§ 11. Термодинамические коэффициенты. Политропические процессы
§ 12. Термодинамика газа Ван-дер-Ваальса
§ 13. Методы охлаждения газа. Процессы Гей-Люссака и Джоуля - Томсона
§ 14. Термодинамика стержней
§ 15. Термодинамика магнетиков
§ 16. Термодинамика диэлектриков
§ 17. Термодинамика излучения
§ 18. Термодинамика воды
§ 19. Термодинамический потенциал. Метод термодинамических функций
§ 20. Термодинамика плазмы
§ 21. Поливариантные системы. Магнитострикция и пьезомагнитный эффект
Глава II. Системы с переменным количеством вещества. Фазовые переходы
§ 22. Системы с переменным количеством вещества. Химический потенциал
§ 23. Рост энтропии в процессах выравнивания. Парадокс Гиббса
§ 24. Экстремальные свойства термодинамических функций
§ 25. Термодинамические неравенства
§ 26. Равновесие фаз. Фазовые переходы первого рода
§ 27. Равновесие трех фаз. Явления перегрева и переохлаждения
§ 28. Фазовые переходы второго рода
§ 29. Термодинамика сверхпроводников
§ 30. Многокомпонентные системы. Правило фаз
§ 31. Химическое равновесие в однородной системе. Закон действующих масс
Часть II. Статистическая физика
Глава III. Статистические распределения для идеальных газов
§ 32. Статистические закономерности. Распределения, наиболее вероятное распределение
§ 33. м-пространство. Ящики и ячейки
§ 34. Распределения Бозе - Эйнштейна и Ферми - Дирака
§ 35. Принцип Больцмана
§ 36. Распределение Максвелла - Больцмана
§ 37. Переход к непрерывно меняющейся энергии. Условия вырождения идеального газа
§ 38. Q-потенциал бозе- и ферми-газов
§ 39. Квантование энергии. Теорема Нернста
Глава IV. Максвелл-больцмановский газ
§ 40. Максвелл-больцмановский одноатомный газ в классическом приближении. Фазовый объем ячейки и начало отсчета энтропии
§ 41. Распределение Максвелла
§ 42. Распределение молекул в пространстве
§ 43. Многоатомные газы (классическая теория). Закон равнораспределения
§ 44. Максвелл-больцмановский газ с двумя энергетическими уровнями
§ 45. Квантование поступательного движения
§ 46. Двухатомный газ. Вращательные степени свободы
§ 47. Молекулы, состоящие из одинаковых атомов. Орто- и парамодификации
§ 48. Колебательные степени свободы
§ 49. Тепловая ионизация атомов
§ 50. Тепловая диссоциация молекул
§ 51. Парамагнитный газ в магнитном папе
Глава V. Вырожденные газы
§ 52. Равновесное тепловое излучение. Фотонный газ
§ 53. Тепловое движение в кристаллах. Фононный газ
§ 54. Вырожденный бозе-газ в отсутствие поля. Бозе-эйнштейновская конденсация
§ 55. Бозе-газ во внешнем поле
§ 56. Электрон в периодическом поле
§ 57. Вырожденный ферми-газ. Электронный газ в металле
§ 58. Электроны в полупроводнике
§ 59. Магнетизм электронного газа
Глава VI. Системы взаимодействующих частиц. Метод Гиббса
§ 60. Г-пространство. Теорема Лиувилля
§ 61. Микроканоническое и каноническое распределения
§ 62. Т - V - м- и Т - Р - N-распределения
§ 63. Другой вывод T - V - N, Т - V - м- и Т - Р - N-распределений. Термодинамические свойства
§ 64. Вывод распределений Бозе - Эйнштейна и Ферми - Дирака с помощью большого канонического ансамбля
§ 65. Неидеальные газы
§ 66. Плазма. Дебаевское экранирование
§ 67. Предельные и отрицательные температуры
§ 68. Вторичное квантование
§ 69. Сверхтекучесть. Теория Боголюбова
§ 70. Сверхпроводимость
Глава VII. Теория флуктуаций
§ 71. Флуктуации энергии, объема, числа частиц
§ 72. Флуктуации основных термодинамических величин
§ 73. Флуктуации чисел заполнения в идеальных газах
§ 74. Флуктуационный предел чувствительности измерительных приборов. Формула Найквиста
Глава VIII. Фазовые переходы
§ 75. Теория Ли и Янга
§ 76. Критические показатели и феноменологические неравенства для них
§ 77. Критическая точка для газа Ван-дер-Ваальса
§ 78. Фазовый переход в ферромагнетике. Метод молекулярного поля и приближение Брэгга - Вильямса
§ 79. Теория Ландау фазовых переходов второго рода
§ 80. Обзор результатов. Сравнение с экспериментом. Модели с точными решениями
§ 81. Флуктуации и фазовые переходы. Теория Орнштейна - Цернике. Гипотеза подобия
Часть III. Элементы кинетики и термодинамики неравновесных процессов
Глава IX. Кинетика
§ 82. Уравнение Смолуховского. Принцип детального равновесия
§ 83. Уравнение Фоккера - Планка. Броуновское движение
§ 84. Уравнение кинетического баланса. Вывод формулы Планка по Эйнштейну
§ 85. Кинетическое уравнение Больцмана
§ 86. Уравнения Боголюбова
§ 87. Стадии эволюции неравновесной системы. Вывод уравнения Больцмана по Боголюбову
§ 88. Безразмерная форма уравнений Боголюбова. Факторизация и корреляционные функции. Свободно-молекулярное течение
§ 89. Уравнения самосогласованного поля. Бесстолкновительная плазма
§ 90. Колебания электронной плазмы
§ 91. Законы сохранения и закон возрастания энтропии
§ 92. Локальное равновесие
§ 93. Кинетическое уравнение для плазмы
§ 94. Уравнения газовой динамики
§ 95. Методы решения уравнения Больцмана
§ 96. Проблема необратимости макроскопических процессов
§ 97. Матрица плотности и ее изменение со временем. Метод Кубо
Глава X. Элементы неравновесной термодинамики
§ 98. Уравнения баланса массы, импульса, энергии, энтропии
§ 99. Малые отклонения от равновесия. Принцип Онсагера
§ 100. Следствия соотношений Онсагера. Теорема о минимуме производства энтропии для стационарных состояний. Примеры
§ 101. Состояния, далекие от равновесия
Математическое приложение
I. Якобианы (функциональные определители)
II. Формула Стирлинга
III. Метод Лагранжа отыскания условного экстремума
IV. Интегралы J
nV. Функция вероятности erf (x)
VI. Свойства функции 0(x)
VII. Интегралы К
n и К'
nVIII. Дельта-функция Дирака б(x) и ступенчатая функция б(х)
IX. Интегралы L
nX. Интеграл М
XI. Преобразования Лапласа
XII. Интегралы к § 59
XIII. n-мерный шар
XIV. Распределение Гаусса для одной и двух переменных
Литература
