Термодинамика, Базаров И.П., 1991

Термодинамика, Базаров И.П., 1991.
  В учебнике систематически излагаются основы термодинамики, ее методы и важнейшие физические приложения с учетом тенденций развития современной физики. Впервые в учебной литературе рассмотрена релятивистская термодинамика, термодинамика систем при отрицательных термодинамических температурах, анализируются ошибки и заблуждения в термодинамике. По ходу изложения материала обсуждаются методологические вопросы курса. Учебник завершается введением в неравновесную термодинамику. Разобрано большое число задач.

РАВНОВЕСНЫЕ И НЕРАВНОВЕСНЫЕ ПРОЦЕССЫ.
До сих пор мы рассматривали свойства систем в термодинамически равновесном состоянии, когда ни один параметр системы со временем не изменяется и внутри системы нет никаких макроскопических движений.
Если некоторые параметры системы изменяются со временем, го мы говорим, что в такой системе происходит процесс. Например, при изменении объема происходит процесс расширения системы; при изменении характеристик внешнего поля — процесс намагничивания или поляризации системы и т, д. Если система выведена из состояния равновесия и предоставлена самой себе, то, согласно первому исходному положению термодинамики, через некоторое время она снова придет в равновесное состояние. Этот процесс перехода системы из неравновесного состояния в равновесное называется релаксацией, а промежуток времени, в течение которого система возвращается в состояние равновесия, называется временем релаксации.
Процесс называется равновесным или квазистатическим, если все параметры системы изменяются физически бесконечно медленно, так что система все время находится в равновесных состояниях.
Содержание
Предисловие
Введение
1 ОСНОВЫ ТЕОРИИ
Глава первая Основные понятия и исходные положения термодинамики
§1. Термодинамические системы, параметры и равновесие
§2. Исходные положения термодинамики и их обсуждение
§3. Гомогенные и гетерогенные системы. Фазы и компоненты
§4. Равновесные и неравновесные процессы
§5. Внутренняя энергия системы. Работа и теплота
§6. Термические и калорическое уравнения состояния Задачи
Глава вторая Основные законы и уравнения термодинамики. Первое начало термодинамики
§7. Уравнение первого начала термодинамики
§8. Теплоемкости и теплоты изотермического изменения внешних параметров
§9. Основные термодинамические процессы и их уравнения
§10. Связь модулей упругости с теплоемкостями
Задачи
Глава третья Второе начало термодинамики
§11. Общая характеристика и исходная формулировка второго начала термодинамики
§12. Обратимые и необратимые процессы §13. Принцип адиабатной недостижимости и второе начало для равновесных процессов. Энтропия и термодинамическая температура
§14. Математическое обоснование существования энтропии и термодинамической температуры
§15. Основное уравнение термодинамики для равновесных процессов. Связь между термическим и калорическим уравнениями состояния
§16. Вычисление энтропии. Парадокс Гиббса
§17. Второе начало термодинамики для неравновесных процессов. Основное уравнение и основное неравенство термодинамики
§18. Цикл Карно и теоремы Карно
§19. Самопроизвольный переход теплоты
§20. Пределы применимости второго начала термодинамики. Направление времени Задачи
Глава четвертая Третье начало термодинамики
§21. Формулировка третьего начала термодинамики
§22. Некоторые следствия третьего начала термодинамики Задачи
Глава пятая Методы термодинамики
§23. Метод циклов
§24. Метод термодинамических потенциалов
§25. Уравнение Гиббса — Гельмгольца. Термодинамические потенциалы идеального газа
§26. Термодинамические потенциалы сложных систем и систем с переменным числом частиц Задачи
Глава шестая Условия равновесия и устойчивости термодинамических систем
§27. Общие условия термодинамического равновесия и устойчивости
§28. Условия равновесия двухфазной однокомпонентной системы
§29. Условия устойчивости равновесия однородной системы
§30. Принцип Лe Шателье — Брауна Задачи
Глава седьмая Термодинамика систем при отрицательных температурах
§31. Существование состояний с отрицательной термодинамической температурой
§32. Система с отрицательной термодинамической температурой
§33. Термодинамика систем с отрицательными температурами
§34. Условия устойчивости систем с отрицательными температурами Задачи
Глава восьмая Релятивистская термодинамика
§35. Релятивистская температура
§36. Инвариантная энтальпия
§37. Основное уравнение релятивистской термодинамики
§38. Релятивистские работа и количество теплоты
§39. Релятивистские преобразования температуры и количества теплоты Планка и Отта
§40. Идеальный газ. Равновесное излучение
§41. Эволюция Вселенной по современной релятивистской теории гравитации Задачи
Глава девятая Ошибки и заблуждения в термодинамике
§42. Планк о голономности выражения для количества теплоты
§43. Доказательство В. Нернстом недостижимости О К. Другие ошибочные доказательства
§44. Энтропия, информация и мысленный эксперимент Сциларда
§45. Существование фазовых переходов второго рода. Легкость скольжения коньков по льду. Знак термодинамической температуры
§46. Парадокс Гиббса. Изменение энтропии при неравновесных процессах
§47. О построении термодинамики на основе первого начала
§48. Устойчивы ли состояния с отрицательной термодинамической температурой?
Задачи
2 ПРИМЕНЕНИЯ ТЕРМОДИНАМИКИ
Глава десятая Термодинамика различных физических систем
§49. Термодинамика гальванических и топливных элементов. Определение химического сродства
§50. Охлаждение газа при необратимом и обратимом адиабатных расширениях
§51. Термодинамика диэлектриков и магнетиков
§52. Равновесие гомогенной системы
§53. Равновесие гетерогенной системы
§54. Термодинамика излучения
§55. Термодинамика плазмы Задачи
Глава одиннадцатая Поверхностные явления
§56. Поверхностные натяжение и давление
§57. Равновесная форма монокристалла. Принцип Гиббса—Кюри и теорема Вульфа.
§58. Роль поверхностного натяжения при образовании новой фазы. Зародыши
Задачи
Глава двенадцатая Фазовые переходы и критические явления
§59. Классификация фазовых переходов. Фазовые переходы первого рода. Уравнение Клапейрона — Клаузиуса
§60. Фазовые переходы второго рода. Уравнения Эренфеста
§61. Термодинамика сверхпроводящего перехода
§62. Критические и закритические явления
§63 Термодинамическая теория критических индексов Задачи
3 ВВЕДЕНИЕ В НЕРАВНОВЕСНУЮ ТЕРМОДИНАМИКУ
Глава тринадцатая Исходные положения неравновесной термодинамики
§64. Локальное равновесие и основное уравнение термодинамики неравновесных процессов
§65. Уравнения баланса и законы сохранения различных величин Задачи
Глава четырнадцатая Термодинамика линейных необратимых процессов
§66. Линейный закон. Соотношения взаимности Онсагера и принцип Кюри
§67. Вариационные принципы термодинамики необратимых процессов
§68. Устойчивость стационарных состояний, принцип Ле Шателье и невозможность упорядочения в области линейных необратимых процессов
§69. Термоэлектрические явления
§70. Термомеханический и механокалорический эффекты Задачи
Глава пятнадцатая Основы нелинейной неравновесной термодинамики
§71. Универсальный критерий эволюции Гленсдорфа—Пригожина
§72. Пространственные диссипативные структуры. Ячейки Бенара
§73. Временные и пространственно-временные диссипативные структуры.
Реакция Белоусова—Жаботинского
Задача
Заключение
Решения задач
Предметный указатель.