热力学系统理论
——简要和习题解答
吉林大学 物理学院
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参加本书编写的教师和单位（按姓氏笔画排名）
崔海宁 吉林大学 物理学院
金 康 西北大学 物理系
林晓敏 北华大学 物理学院
刘立华 吉林师范大学 物理学院
李莉莎 西北大学 物理系
裴松皓 吉林大学 物理学院
索 辉 吉林大学 电子学院
王 磊 吉林大学 物理学院
王 荣 吉林大学 物理学院
姚合宝 西北大学 物理系
张 冰 牡丹江师范学院 物理系
邹卫东 集美大学 理学院 物理系
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内容提要及说明
本册是作者在吉林大学物理学院教授“热力学与统计物理”课程讲义——“热力学系统
理论”的配套书籍．全书内容包括热力学与统计物理第一部和第二部的内容精要以及相关章
节的习题详解。由于第三部和第四部的内容特点和写作方式已经是很简练的了，所以就没有
再做一个精要出来；此外，因为第 11 章的习题和思考题读者完全可以从讲义中找到答案，故
我们也没有在此书中给出．本册的最后定稿和修改是由崔海宁、李莉莎、刘立华共同完成的．
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目录
第 1 章到第9 章精要……………………………………………………………………………1
第 1 章 热力学的基本函数习题解…………………………………………………………17
第 2 章 热力学函数关系习题解……………………………………………………………29
第 3 章 单元系的相变习题解………………………………………………………………40
第 4 章 多元系的复相平衡和化学平衡习题解……………………………………………47
第 5 章 系统微观状态的描述和分布习题解………………………………………………55
第 6 章 玻耳兹曼统计习题解 ……………………………………………………………59
第 7 章 玻色统计和费米统计习题解 ……………………………………………………67
第 8 章 系综理论习题解 …………………………………………………………………72
第 9 章 涨落理论习题解 …………………………………………………………………77
第 10 章 近平衡不可逆过程热力学习题解…………………………………………………86
第 12 章 非平衡态统计理论习题解…………………………………………………………90
第 13 章到第16 章 磁介质热力学与低温方法习题解 ……………………………………95
附录 I 有势场的粒子数分布………………………………………………………………103
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第一章 热力学的基本函数
本章是热力学与统计物理学的基础，利用在热学中接触过的内容——热力学第零定律、
热力学第一定律和热力学第二定律导出热力学基本方程。
要求清楚热力学系统的平衡态及其描述、热、热量、辐射场模型、温度、状态函数特性、
准静态功、物态方程、热容量和焓、理想气体的内能、绝热过程、卡诺循环、熵和熵增加原
理等内容。
掌握如下表达式的物理意义
1 ?V
体胀系数 αV ( )p
V ?T
1 ?p
压强系数 βp ( )V
p ?T
1 ?V
体压缩系数(等温压缩系数) κ ? ( ) 及其关系 α κ β p 。
T V ?p T V T p
热力学基本微分方程 dU TdS ?pdV 。
自由能 F=U-TS
吉布斯函数 G=U-TS +pV
第二章 热力学函数关系
1. 理解内能、焓、自由能和吉布斯函数的全微分表达式
dU TdS ?pdV
dH dU +pdV +Vdp TdS +Vdp
5
dF dU ?TdS ?SdT ?SdT ?pdV
dG dF +pdV +Vdp ?SdT +Vdp
2. 理解麦氏关系及其推导
?T ?p ?T ?V
( )S ?(
1-热统精要及习题解.pdf
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