出版日期：2024年4月

字数：414千

出版社：中国科学技术大学出版社

书号（ISBN）：  978-7-312-05872-1

定价：86.00 元

页码：332页

定位教材，为高水平大学物理、天文、空间科学等交叉学科学生量身定做，100%讲完，略有饱腹感。加了很多天文私货(学科交叉嘛) 强简并相对论费米气体（白矮星，中子星），化学势为零的相对论费米和玻色气体（宇宙早期热历史），宇宙早期暴胀（对称性自发破缺），萨哈方程，等离子体动理论，流体力学基本方程等

图书特色

《热力学与统计物理导论》为中国科学技术大学交叉学科基础物理教程之一，主要内容包括：热力学系统及其热力学势，典型经典热力学系统，相变和临界现象，理想经典气体和量子气体的统计理论，统计系综理论，气体动力论。适合物理专业以及天文学、空间科学等交叉学科专业的本科生学习使用。

◉《中国科学技术大学交叉学科基础物理教程》丛书中的一册。丛书由中国科学院院长、中国科学技术大学原校长侯建国院士任主编，国家级教学名师程福臻教授、安徽省教学名师叶邦角教授任副主编。

◉作者在10余年教授“热力学与统计物理导论”课程讲义基础上，参考国内外优秀教材编写而成，注重物理思想、物理概念和物理图像的阐述。为了体现学科交叉，介绍了不少与天体物理相关的内容，如萨哈方程、白矮星与中子星、相对性费米气体、宇宙暴胀、宇宙热历史、等离子体动理论等。

◉内容逻辑清晰，便于教、学。第1章通过介绍热力学的四大定律，突出能量的观点，迅速建立热力学公理化的理论体系；第2章介绍几个常见的、典型的热力学系统，突出了热力学势，特别是自由能的地位；第3章讨论相变和临界现象，介绍了对称性自发破缺的思想；第4章介绍玻尔兹曼关于经典理想气体的统计理论（玻尔兹曼统计的基本思想是等概率原理即最大熵原理）；第5章介绍理想量子气体的统计理论；第6章的主题是系综理论（系统内部粒子之间存在相互作用，但系综中系统之间是相互独立的，完全可以采用玻尔兹曼统计）；第7章主要介绍气体动力论，试图回答“为什么微观方程是时间可逆的，而宏观系统的演化是不可逆的”。全书为各章配有部分原创习题。

◉大16开本，全书内文四色印刷，版式精美，制作精良。

目录

总序

前言

第一章 热力学系统及其热力学势 

1.1 热力学系统及其平衡态

1.2 热力学第零定律与温度

1.2.1 热力学第零定律：温度

1.2.2 状态方程及其测量 

1.3 热力学第一定律与内能

1.3.1 功 

1.3.2 能量守恒定律

1.3.3 焦耳热功当量实验：内能 

1.3.4 理想气体的内能

1.4 热力学第二定律与熵 

1.4.1 理想气体的绝热过程

1.4.2 卡诺循环

1.4.3 热力学第二定律

1.4.4 卡诺定理：绝对温标与熵

1.4.5 熵增原理：热力学第二定律的数学表述

1.5 热力学势 

1.5.1 自由能、焓和吉布斯自由能 

1.5.2 热力学势与参量变换  

1.5.3 开放系统: 化学势与巨热力学势  

1.6 热力学第三定律与绝对熵  

1.6.1 热力学第三定律的不同表述  

1.6.2 热力学第三定律推论  

1.6.3 气体的绝对熵 

第二章 典型热力学系统 

2.1 理想单原子分子气体 

2.1.1 理想气体状态方程  

2.1.2 理想气体的热力学特性函数 

2.2 范德瓦尔斯气体  

2.2.1 范德瓦尔斯气体的状态方程 

2.2.2 范德瓦尔斯气体的特性函数  

2.2.3 绝热节流过程 

2.2.4 绝热膨胀 

2.3 磁介质系统  

2.4 光子气体 

2.5 固体比热 

2.6 等离子体 

第三章 相变和临界现象 

3.1 单元系的平衡条件 

3.1.1 热平衡、动力学平衡  

3.1.2 化学（相）平衡条件  

3.2 多元系的平衡条件 

3.2.1 多元系的复相平衡条件  

3.2.2 吉布斯相律  

3.3 气液相变 

3.3.1 汽液共存：相平衡 

3.3.2 克劳修斯—克拉伯龙方程  

3.4 临界点和临界指数  

3.4.1 临界点 

3.4.2 临界指数 

3.5 铁磁-顺磁相变 

3.6 朗道理论 

3.7 对称性自发破缺  9

3.7.1 黑格斯机制 . 

3.7.2 宇宙暴胀  

3.7.3 金兹堡-朗道理论 

第四章 理想经典气体的统计理论 

4.1 统计物理的基本思想  

4.1.1 等概率原理–从抛硬币谈起  

4.1.2 热力学的统计解释 

4.1.3 玻尔兹曼分布  

4.1.4 热力学第零定律的统计意义 

4.1.5 热力学第一定律的统计意义  

4.1.6 热力学第二、三定律的统计意义 

4.1.7 热力学势的统计表达式 

4.1.8 信息论与香农熵  

4.2 理想经典气体的统计理论  

4.2.1 经典粒子微观状态描述  

4.2.2 热力学系统微观状态的描述  

4.2.3 理想气体的热力学势  

4.3 理想单原子分子气体的统计理论  

4.3.1 单原子分子气体的热力学势 

4.3.2 粒子的不可分辨性与吉布斯佯谬 

4.3.3 麦克斯韦速度分布律 

4.3.4 能均分定理与瑞利-金斯公式  

4.4 理想双原子分子气体的统计理论 

4.5 理想气体的化学反应 

4.6 固体比热的爱因斯坦理论 

4.7 顺磁性固体 

第五章 理想量子气体的统计理论 

5.1 量子系统微观状态描述 

5.1.1 粒子微观物理态的量子描述  

5.1.2 量子系统微观状态的描述  

5.1.3 能级分布与系统的微观状态数 

5.1.4 经典极限  

5.2 玻色气体理论  

5.3 费米气体理论  

5.4 典型理想量子气体 

5.4.1 光子气体  

5.4.2 玻色－爱因斯坦凝聚：强简并玻色气体  

5.4.3 强简并自由电子气体 

5.4.4 金属中的电子 

5.4.5 白矮星与中子星  

5.4.6 相对论性正负电子对气体  

5.5 宇宙热历史 

5.5.1 宇宙大爆炸的观测证据 

5.5.2 宇宙热演化历史 

5.5.3 宇宙中微子背景  

5.5.4 宇宙原初核合成 

5.5.5 宇宙微波背景辐射：光子退耦  

第六章 系综理论 

6.1 统计系综的基本思想 

6.2 刘维尔定理 

6.3 微正则系综 

6.3.1 热力学特性函数：熵  

6.3.2 理想气体 

6.3.3 谐振子系统  

6.4 正则系综 

6.4.1 热力学特性函数：自由能  

6.4.2 理想单原子分子气体 

6.4.3 经典谐振子系统  

6.4.4 系统能量涨落 

6.4.5 实际气体：两体近似 

6.4.6 固体比热的德拜理论 

6.4.7 铁磁-顺磁相变 

6.5 巨正则系综 

6.5.1 热力学特性函数：巨热力学势 

6.5.2 理想单原子分子气体  

6.5.3 近独立粒子系统  

6.5.4 巨正则系综的涨落 

6.5.5 实际气体：迈耶集团展开 

6.6 量子系综  

第七章 气体动力论 

7.1 BBGKY 方程链  

7.2 玻尔兹曼方程 

7.3 弗拉索夫方程 

7.3.1 等离子体基本概念 

7.3.2 等离子体中的碰撞  

7.3.3 弗拉索夫方程 

7.4 玻尔兹曼 H 定理与不可逆性 

7.5 细致平衡与平衡态 

7.6 流体近似 

7.6.1 流体元的宏观性质 

7.6.2 守恒律  

7.7 气体输运  

7.7.1 零阶流体动力学 

7.7.2 一阶流体动力学：气体输运  

附录 A 拉格朗日未定乘子法 

 A.1 斯特令公式 

A.2 拉格朗日未定乘子法 

附录 B 常用积分 

B.1 高斯型积分  

B.2 Γ(n) 函数 

B.3 玻色型积分 

B.4 费米型积分 

附录 C 物理天文常数 与单位转换

C.1 物理天文常数  

C.2 单位转换 

中英文名词索引