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1　热力学发展简史1

1.1　古代对热的认识1

1.2　卡诺定理2

1.3　热的本质6

1.4　热力学第一定律8

1.5　绝对温标10

1.6　热力学第二定律11

1.7　熵函数及熵增原理13

1.8　大量粒子群体的宏观变化规律16

1.9　经典热力学的发展和局限性18

1.10　现代热力学的孕育期23

1.11　现代热力学的发展25

参考文献27

2　经典热力学基础30

2.1 热力学基本定律的经典数学表达式30

2.2　经典的平衡热力学33

2.3　经典的非平衡热力学37

2.4　平衡的判据38

2.5　熵变的计算40

2.6　吉布斯自由能与温度或压强的关系45

2.7　化学势与温度或压强的关系47

2.8　化学反应的吉布斯自由能变化51

2.9　经典热力学的适用范围55

参考文献56

3　现代热力学基础57

3.1 热力学基本定律的普适数学表达式58

3.2　现代热力学的若干基础概念61

3.2.1 自发过程的方向性61

3.2.2　随时间变化的不可逆性62

3.2.3 平衡态、非平衡定态和非平衡态62

3.2.4 可逆过程和不可逆过程63

3.2.5 非耗散过程和耗散过程64

3.3　局域平衡近似65

3.4　熵产生的计算67

3.5　热力学的经典和传统分类系统70

3.5.1　热力学的经典分类系统70

3.5.2　热力学的传统分类系统71

3.6　经典和现代热力学的分水岭73

3.7　热力学的现代分类系统76

参考文献80

4　耗散热力学82

4.1　耗散热力学82

4.2　线性耗散热力学和倒易关系85

4.3　循环反应87

4.4　熵产生最小化原理89

4.5　非线性耗散热力学和耗散结构91

4.6　贝纳德图案92

4.7　激光发射94

4.8　化学振荡95

4.9　杜林结构和传播波100

参考文献103

5　激活低压金刚石合成的热力学耦合模型105

5.1 高压人造金刚石合成105

5.2　激活低压气相生长人造金刚石108

5.3　超平衡原子氢择优腐蚀的动力学模型113

5.4　20世纪80年代的一些热力学理论114

5.4.1　准平衡模型115

5.4.2　表面反应热力学模型117

5.4.3　缺陷诱导稳定化模型120

5.5　热力学耦合模型121

5.6　低压金刚石热力学耦合的机理123

5.7　20世纪90年代其他低压金刚石合成的热力学模型126

参考文献131

6　非耗散热力学和非平衡相图134

6.1 一个简单的数学问题134

6.2　计算相图的本质136

6.3　非耗散热力学和非平衡相图138

6.4　激活石墨的热力学数据140

6.4.1 吉布斯自由能法140

6.4.2　平衡常数法142

6.5　非平衡相图的计算原理145

6.6　非平衡相图的计算方法146

6.7　C-H体系的T-X非平衡相图149

6.8　C-H和C-O体系的T-p-X非平衡相图152

6.9 C-（H+O）体系的T-X非平衡相图155

参考文献158

7　非耗散热力学和非平衡相图（续）160

7.1 巴赫曼的C-H-O体系经验相图160

7.2　C-H-O体系的非平衡投影相图162

7.3　温度、压强范围对C-H-O体系投影相图的影响165

7.4　马林奈里的C-H-O体系精确经验相图166

7.5　C-H-O体系的非平衡截面相图167

7.6　C-H-X三元体系的非平衡相图169

7.7　C-H体系气相成分的非平衡相图169

7.8　气相成分对低压金刚石晶向生长的影响172

7.9　低压cBN合成的非平衡相图175

参考文献181

8　热力学的持续发展及应用展望184

8.1 平衡态和非平衡定态体系中的涨落现象184

8.2　环绕热力学耦合的长期争论186

8.3　热力学分类系统的相关讨论196

8.4　热力学的适用范围200

8.5　热力学耦合原理在生命体系中的应用203

8.6　关于“小体系的非平衡热力学”207

8.7　热力学在社会科学中的应用209

8.8　结语210

参考文献212

索引215