ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие.............................8
ЧАСТЬ 1. ТЕРМОДИНАМИКА. СТАТИСТИЧЕСКАЯ ФИЗИКА .11
Глава 1. Феноменологическая термодинамика..........11
1.1. Макроскопические системы. Состояния. Процессы...... 11
1.2. Функции состояния. Аксиомы термодинамики........ 14
1.3. Первое начало термодинамики................ 18
1.4. Энтропия. Второе начало термодинамики........... 21
1.5. Теплоемкость........................ 23
1.6. Циклические процессы.................... 25
1.7. Цикл Карно......................... 28
Глава 1*. Феноменологическая термодинамика (продолжение)...............32
1.8. Термодинамические потенциалы. Свободная энергия.....32
1.9. Термодинамические потенциалы системы
с переменным числом частиц.................36
1.10. Условия равновесия фаз...................39
1.11. Термодинамика равновесного теплового излучения......41
Глава 2. Статистическая физика.................43
2.1. Вероятность......................... 43
2.2. Дискретная случайная величина............... 46
2.3. Непрерывная случайная величина.............. 48
2.4. Статистическое описание микросостояний макросистемы ... 51
2.5. Энергия макросистемы.................... 53
2.6. Статистический смысл энтропии. Формула Больцмана .... 54
2.7. Каноническое распределение Гиббса............. 56
Глава 2*. Статистическая физика (продолжение)...........................58
2.8. Многомерная случайная величина. Статистическая независимость................58
2.9. Функция распределения...................62
2.10. Флуктуации........................64
2.11. Флуктуации энергии макросистемы.............66
2.12. Вывод канонического распределения Гиббса.........67
2.13. Каноническое распределение и свободная энергия......70
2.14. Каноническое распределение и энтропия...........72
2.15. Большое каноническое распределение............74
2.16. Большое каноническое распределение и термодинамика
систем с переменным числом частиц.............78
ЧАСТЬ 2. ГАЗЫ И ЖИДКОСТИ ...............81
Глава 3. Кинетическая теория равновесного идеального газа ... 81
3.1. Концентрация........................ 81
3.2. Функция распределения................... 84
3.3. Средние скорости...................... 87
3.4. Давление газа........................ 89
3.5. Основное уравнение кинетической теории газа........ 91
3.6. Распределение Максвелла — Больцмана........... 92
3.7. Средние скорости распределения Максвелла......... 95
3.8. Функция Максвелла..................... 97
Глава 3*. Кинетическая теория равновесного идеального газа (продолжение)...........................101
3.9. Вывод формулы для давления газа..............101
3.10. Среднее число ударов молекул о поверхность........105
3.11. Интеграл Пуассона.....................106
3.11. Вывод формул для средних скоростей распределения Максвелла..............107
3.12. Экспериментальная проверка закона распределения Максвелла................109
Глава 4. Термодинамика идеального газа.............112
4.1. Молярная масса. Число Авогадро...............112
4.2. Уравнение состояния идеального газа............113
4.3. Средняя энергия молекулы. Внутренняя энергия идеального газа.............115
4.4. Изохорический процесс...................117
4.5. Изобарический процесс...................119
4.6. Изотермический процесс...................121
4.7. Адиабатический процесс...................122
4.8. Энтропия идеального газа..................123
4.9. Барометрическая формула..................124
Глава 4*. Термодинамика идеального газа (продолжение).....126
4.10. Средняя энергия колебаний многоатомной молекулы.....126
4.11. Вывод уравнения Пуассона.................129
4.12. Измерения показателя адиабаты...............131
4.13. Энтропия идеального газа и второе начало термодинамики ...132
4.14. Экспериментальное определение постоянной Больцмана и числа Авогадро......................139
4.15. Статистическая термодинамика идеального одноатомного газа...................141
Глава 5. Явления переноса в газах ..............144
5.1. Неравновесные состояния газа. Локальное термодинамическое равновесие.........144
5.2. Средняя длина свободного пробега молекулы.........146
5.3. Поле скоростей. Плотность потока молекул..........150
5.4. Диффузия газов.......................154
5.5. Вязкость газов........................157
5.6. Теплопроводность газов...................159
Глава 5*. Явления переноса в газах (продолжение).......162
5.7. Вывод закона Фика.....................162
5.8. Уравнение диффузии....................164
5.9. Вывод закона Ньютона для силы вязкого трения.......167
5.10. Вывод закона Фурье....................170
5.11. Уравнение теплопроводности................172
5.12. Диффузия во внешнем силовом поле.............176
Глава 6. Реальные газы.....................179
6.1. Межмолекулярное взаимодействие..............179
6.2. Уравнение Ван-дер-Ваальса.................184
6.3. Внутренняя энергия реального газа..............185
Глава 6*. Реальные газы (продолжение).............186
6.4. Обоснование уравнения Ван-дер-Ваальса...........186
6.5. Вывод выражения для внутренней энергии реального газа ...188
6.6. Изотермы газа Ван-дер-Ваальса...............190
6.7. Процесс Джоуля — Томсона.................193
Глава 7*. Агрегатные состояния вещества. Равновесие фаз и фазовые переходы................196
7.1. Фазы вещества.......................196
7.2. Равновесие между фазами..................198
7.3. Изотермы реального газа...................200
7.4. Динамическое равновесие между паром и жидкостью.....205
7.5. Кинетика испарения и конденсации.............209
7.6. Удельная теплота испарения. Критическая температура ....211
7.7. Уравнение Клапейрона — Клаузиуса.............213
7.8. Давление пара над жидкостью................216
7.9. Диаграмма состояний....................218
Глава 8*. Явления на поверхности жидкости...........220
8.1. Поверхностное натяжение..................220
8.2. Явления на границе раздела двух жидкостей.........225
8.3. Явления на границе твердого тела и жидкости........226
8.4. Давление под искривленной поверхностью жидкости.....228
Глава 9*. Квантовые газы....................231
9.1. Бозоны и фермионы. Принцип Паули............231
9.2. Ферми-газ..........................235
ЧАСТЬ 3. ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА.......239
Глава 10. Электрические свойства твердых тел..........239
10.1. Электроны в кристаллах...................239
10.2. Зонная теория электронных спектров............242
10.3. Распределение электронов по состояниям. Функция Ферми — Дирака.....244
10.4. Металлы, диэлектрики и полупроводники..........248
10.5. Теория свободных электронов в металлах..........252
10.6. Закон Ома. Электропроводность металлов ........257
10.7. Чистые полупроводники...................259
10.8. Собственная проводимость полупроводника.........263
10.9. Примесные полупроводники n-типа.............265
10.10. Примесные полупроводники р-типа.............268
10.11. р-n-переход........................269
Глава 10*. Электрические свойства твердых тел (продолжение).............271
10.12. Чистые полупроводники. Энергия Ферми..........271
10.13. Эффект Холла.......................276
Глава 11. Тепловые свойства твердых тел............281
11.1. Закон Дюлонга и Пти....................281
11.2. Теория Эйнштейна.....................284
Глава 11*. Тепловые свойства твердых тел (продолжение) .. ..286
11.3. Упругие волны.......................286
11.4. Одномерный кристалл...................288
11.5. Теория Дебая........................291
11.6. Теплоемкость электронного газа в металлах.........295
11.7. Тепловое расширение твердых тел..............297
Глава 12*. Диэлектрики.....................299
12.1. Изотропные и анизотропные диэлектрики..........299
12.2. Поляризуемость.......................303
12.3. Напряженность электрического поля внутри сферической полости в однородно поляризованном диэлектрике......305
12.4. Диэлектрическая проницаемость неполярных диэлектриков....................307
12.5. Диэлектрическая проницаемость полярных диэлектриков ...309
12.6. Пьезоэлектрический эффект.................317
Глава 13*. Магнитные свойства вещества.............319
13.1. Намагниченность вещества.................319
13.2. Магнитные восприимчивость и проницаемость........321
13.3. Классификация магнетиков.................323
13.4. Действие неоднородного магнитного поля на кольцо с током...................324
13.5. Диамагнетизм........................327
13.6. Магнитомеханические явления...............332
13.7. Парамагнетизм ......................333
13.8. Постоянный магнит. Спонтанная намагниченность......337
13.9. Ферромагнетизм......................338
13.10. Домены..........................349
13.11. Статистическая физика ферромагнетиков..........350
Глава 14. Физика лазеров....................356
14.1. Стационарные состояния электронов и квантовые переходы....................356
14.2. Кинетика квантовых переходов...............359
14.3. Принцип детального равновесия. Формула Планка......361
14.4. Прохождение излучения через вещество.
Инверсная населенность уровней..............362
14.5. Квантовые генераторы....................367
Литература.............................369
(Б.В. Бондарев, Н.П. Калашников, Г.Г. Спирин “Курс общей физики : в 3 кн. Книга 3. Термодинамика. Статистическая физика” 2016)