 Передняя обложка второго издания | |
| Автор | Герберт Каллен |
|---|---|
| Страна | Соединенные Штаты Америки |
| Язык | английский |
| Предметы | Термодинамика Статистическая механика |
| Жанр | Нехудожественная литература |
| Опубликовано | 1960, 1985 |
| Издатель | Джон Уайли и сыновья |
| Тип СМИ | Распечатать |
| Страницы | 493 |
| ISBN | 0-471-86256-8 |
«Термодинамика и введение в термостатистику» - это учебник, написанный Гербертом Калленом, в котором объясняются основы классической термодинамики и обсуждаются сложные темы как в классической, так и в квантовой теории. Он охватывает тему абстрактно и строго и содержит обсуждения приложений. [1] Учебник состоит из трех частей, каждая из которых построена на основе предыдущей. Первое издание было опубликовано в 1960 году, а второе - в 1985 году.
Обзор [ править ]
Первая часть книги начинается с представления проблемы, которую пытается решить термодинамика , и предлагает постулаты, на которых основана термодинамика. Затем он развивается на этой основе для обсуждения обратимых процессов, тепловых двигателей , термодинамических потенциалов , соотношений Максвелла , устойчивости термодинамических систем и фазовых переходов первого рода . Излагая основы термодинамики, автор переходит к обсуждению более сложных тем, таких как критические явления и необратимые процессы.
Во второй части текста представлены основы классической статистической механики . Понятие энтропии Больцмана вводится и используется для описания модели Эйнштейна , системы с двумя состояниями и модели полимера . После этого обсуждаются различные статистические ансамбли , из которых выводятся термодинамические потенциалы . Также обсуждаются квантовые жидкости и флуктуации .
Последняя часть текста - это краткое обсуждение симметрии и концептуальных основ термостатистики. В последней главе Каллен выдвигает свой тезис о том, что симметрии фундаментальных законов физики лежат в основе самих основ термодинамики, и пытается осветить решающую роль, которую термодинамика играет в науке. [2]
Каллен советует, что односеместровый курс для продвинутых студентов должен охватывать первые семь глав плюс главы 15 и 16, если позволяет время. [2]
Второе издание [ править ]
Фон [ править ]
Во втором издании дается описательный отчет о термодинамике критических явлений, которые резко прогрессировали в 1960-х и 1970-х годах. Опираясь на отзывы студентов и преподавателей, Каллен улучшил многие объяснения, явно решил примеры и добавил много упражнений, многие из которых имеют полные или частичные ответы. Он также представил введение в статистическую механику с упором на основные принципы, а не на приложения. Однако он не стремился ни полностью разделить термодинамику и статистическую механику, ни отнести первую под второй под знаменем «теплофизики». В самом деле, курсы теплофизики часто делают упор на статистической механике в ущерб термодинамике, несмотря на ее важность для промышленности, как показал опрос руководителей предприятий, проведенныйАмериканское физическое общество в 1971 году предложило. Каллен заметил, что впоследствии термодинамике перестали уделять внимание. [2]
Оглавление [ править ]
- Часть I. Общие принципы классической термодинамики
- Введение: Природа термодинамики и основы термостатистики
- Глава 1: Проблема и постулаты
- Глава 2: Условия равновесия
- Глава 3: Некоторые формальные отношения и примеры систем
- Глава 4: Обратимые процессы и теорема о максимальной работе
- Глава 5: Альтернативные формулировки и преобразования Лежандра
- Глава 6.Принцип экстремума в преобразованных представлениях Лежандра
- Глава 7: Отношения Максвелла
- Глава 8: Устойчивость термодинамических систем
- Глава 9: Фазовые переходы первого порядка
- Глава 10: Критические явления
- Глава 11: Постулат Нернста
- Глава 12: Краткое изложение принципов для общих систем
- Глава 13: Свойства материалов
- Глава 14: Необратимая термодинамика
- Часть II: Статистическая механика
- Глава 15: Статистическая механика в представлении энтропии
- Глава 16: Канонический формализм; Статистическая механика в представлении Гельмгольца
- Глава 17: Энтропия и беспорядок; Обобщенные канонические формулировки
- Глава 18: Квантовые жидкости
- Глава 19: Колебания
- Глава 20: Вариационные свойства, разложения возмущений и теория среднего поля
- Часть III: Основы
- Глава 21: Постлюдия: симметрия и концептуальные основы термостатистики
- Приложение A: Некоторые отношения, включающие частные производные
- Приложение B: Магнитные системы
- Общие ссылки
- Индекс
Прием [ править ]
Роберт Б. Гриффитс , специалист по термодинамике и статистической механике из Университета Карнеги-Меллона , прокомментировал, что оба издания этой книги ясно и кратко представляют суть термодинамики в первых восьми главах. На момент написания (1987 г.) Гриффитс знал о книгах, объясняющих принципы термодинамики, но у Каллена был лучший изложение материала. Он считал, что Каллен предложил педагогическое, хотя и резкое, решение этой темы. Его книга начинается абстрактно, предполагая существование и свойства энтропии и выводит последствия для различных интересующих процессов, а не с помощью тепловых двигателей и термодинамических циклов или статистической механики и формулы энтропии Больцмана. . Однако он утверждал, что подход Каллена к критическим явлениям (глава 10) содержит некоторые технические недостатки. Каллен считал, что классический анализ сломался. Но Гриффитс писал, что проблема заключается не в нарушении термодинамики, а в разложении термодинамических величин по Тейлору и что точные выражения функций, входящих в фундаментальное соотношение, должны определяться статистической механикой и экспериментами, а не термодинамикой. Тем не менее Гриффитс по-прежнему считал эту книгу отличным источником для изучения основ термодинамики. [3]
По словам Л.К. Скотта, изучавшего статистическую механику и биофизику в Университете штата Оклахома , « Термодинамика и введение в термостатистику» - это популярный учебник, который начинается с некоторых основных постулатов, основанных на интуитивных классических, эмпирических и макроскопических аргументах. Он обнаружил, что примечательным является то, что вся конструкция классической термодинамики следует из всего лишь нескольких основных предположений. Однако Скотт предпочел обсуждение температуры в книге « Тепло и термодинамика » Марка В. Земанского и Ричарда Х. Диттмана, потому что оно основано на термометрии и заставляет студентов размышлять об эмпирической основе концепции температуры, оставляя в стороне молекулярную основу тепла.. Он утверждал, что такой подход позволяет лучше понять значение температуры и ее статистико-механическую основу, с которой студенты столкнутся позже. Напротив, в книге Каллена температура не упоминается до главы 2, где Каллен определяет температуру как величину, обратную производной энтропии по внутренней энергии, а затем показывает, используя постулаты, что это определение согласуется с нашей интуицией. В то время как Земанский и Диттман эмпирически рассматривают первый закон термодинамики , Каллен просто предполагает существование функции внутренней энергии, ссылаясь на консервативный характер межатомных сил. В то время как Земанский и Диттман рассматривали второй закон термодинамикиИспользуя тепловые двигатели, и просто сформулируйте его формулировки Клаузиуса и Кельвина , в книге Каллена второй закон содержится в постулатах. Скотт не был уверен, какой подход более понятен для студентов. В целом Земанский и Диттман использовали эмпирический подход, а Каллена - дедуктивный. Скотт считает, что книга Земанского и Диттмана больше подходит для начинающих студентов, в то время как книга Каллена больше подходит для продвинутого курса или в качестве справочника. [4]
Редакции [ править ]
- Каллен, Герберт Б. (1960). Термодинамика: Введение в физические теории равновесной термостатики и необратимой термодинамики (1-е изд.). Нью-Йорк: Джон Вили и сыновья. OCLC 630395039 .[5] [6]
- Каллен, Герберт Б. (1985). Термодинамика и введение в термостатистику (2-е изд.). Нью-Йорк: Джон Вили и сыновья. ISBN 0-471-86256-8. OCLC 1109708066 .
См. Также [ править ]
- Список учебников по термодинамике и статистической механике
- Список учебников по классической механике и квантовой механике
Ссылки [ править ]
- ^ Шредер, Дэниел В. (2000). «Рекомендуемое чтение». Введение в теплофизику . Эддисон-Уэсли Лонгман. п. 397. ISBN. 0-201-38027-7.
- ^ a b c Каллен, Герберт (1985). "Предисловие". Термодинамика и введение в термостатистику . Джон Вили и сыновья. ISBN 0-471-86256-8.
- ↑ Гриффитс, Роберт Б. (сентябрь 1987 г.). «Термодинамика и введение в термостатистику» . Американский журнал физики . 55 (5): 860–1. Bibcode : 1987AmJPh..55..860C . DOI : 10.1119 / 1.14986 .
- ^ Скотт, LC (февраль 1998 г.). «Термодинамика и введение в термостатистику, 2-е изд.». Американский журнал физики . 66 (2): 164–7. Bibcode : 1998AmJPh..66..164C . DOI : 10.1119 / 1.19071 .
- ^ Кестин, J. (1960-09-01). Журнал прикладной механики . 27 (3): 599–600. DOI : 10.1115 / 1.3644060 . ISSN 0021-8936 . CS1 maint: журнал без названия ( ссылка )
- Перейти ↑ Bridgman, PW (октябрь 1960). Американский журнал физики . 28 (7): 684. Bibcode : 1960AmJPh..28..684C . DOI : 10.1119 / 1.1935945 . ISSN 0002-9505 . CS1 maint: журнал без названия ( ссылка )
