本书分两部分,前半部分主要介绍热力学第一定律、热力学第二定律、热力学第三定律和热力学函数及基本关系式等内容,重点讲解热力学三大定律及热力学性质和函数间的关系,其目的是巩固和强化材料热力学的基础理论。后半部分主要讲述多元系统热力学、相平衡状态图、相图热力学分析与计算、相变热力学、化学平衡及界面热力学等内容,重点讲解材料热力学在处理纯物质及溶体的相平衡、相变及界面问题中的应用,目的是提升学生利用材料热力学理论解决实际问题的能力。 本书可作为普通高等院校材料类本科生的教材,也可作为其他相关专业本科生或研究生的教学参考书。

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目录
前言
第1章基本知识
1.1热力学简介
1.1.1热力学基本内涵
1.1.2热力学发展历史
1.1.3热力学基本定律
1.1.4热力学分类
1.1.5材料热力学简介
1.2热力学基本概念
1.2.1系统与环境
1.2.2热力学平衡状态
1.2.3状态与状态函数
1.2.4广度性质和强度性质
1.2.5热力学过程
1.2.6饱和蒸气压
1.2.7相与相图
1.3气体概述
1.3.1气体状态的描述
1.3.2理想气体状态方程
1.3.3实际气体
1.4浓度的表示方法
1.5热力学中常用的数学知识
1.5.1全微分
1.5.2常用关系式
习题
第2章热力学第一定律
2.1热平衡定律与热力学温标
2.1.1热平衡定律
2.1.2热力学温标
2.2热力学第一定律
2.2.1内能
2.2.2热和功
2.2.3热力学第一定律的数学表达式
2.3功的计算
2.3.1体积功的计算
2.3.2其他形式功的计算
2.4热的计算
2.4.1等容热效应
2.4.2等压热效应和焓
2.4.3热容及简单变温过程热的计算
2.5热力学第一定律在理想气体中的应用
2.5.1理想气体的内能和焓
2.5.2理想气体的热容
2.5.3理想气体的绝热可逆过程
2.6热力学第一定律在实际气体中的应用
2.6.1节流过程及焦耳-汤姆孙系数
2.6.2实际气体的内能和焓
2.7热力学第一定律在化学反应中的应用
2.7.1化学反应进度
2.7.2反应热及其计算
2.7.3化学反应的内能变化
2.8热力学第一定律在相变过程中的应用
2.8.1可逆相变
2.8.2不可逆相变
习题
第3章热力学第二、三定律
3.1过程的方向和限度
3.2热力学第二定律的文字表达
3.3卡诺循环与卡诺定理
3.3.1卡诺循环
3.3.2卡诺定理
3.4熵与克劳修斯不等式
3.4.1熵的引出及定义
3.4.2克劳修斯不等式及其意义
3.4.3熵增原理
3.4.4不可逆熵的产生
3.5熵变的计算
3.5.1简单物理过程的熵变
3.5.2相变过程的熵变
3.5.3混合过程的熵变
3.5.4环境熵变
3.6熵的统计概念
3.7热力学第三定律
3.7.1能斯特热定理
3.7.2热力学第三定律
3.7.3规定熵的计算
习题
第4章热力学函数及基本关系式
4.1亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能
4.1.1克劳修斯不等式的转换
4.1.2亥姆霍兹自由能及其判据
4.1.3吉布斯自由能及其判据
4.2热力学函数基本关系式
4.2.1热力学基本方程
4.2.2特性函数
4.2.3对应系数关系式
4.2.4麦克斯韦关系式
4.3热力学基本关系式的应用
4.3.1热力学函数变化的计算
4.3.2热力学性质的证明
4.3.3纯物质两相系统热力学平衡条件的推导
4.4自由能的计算
4.4.1简单物理过程
4.4.2相变过程
4.4.3理想混合过程
4.4.4吉布斯-亥姆霍兹方程
习题
第5章多元系统热力学Ⅰ——基本热力学描述
5.1多元均相系统的独立变量数
5.2偏摩尔量
5.2.1偏摩尔量定义
5.2.2偏摩尔量的重要公式
5.2.3二元系统中偏摩尔量的确定
5.2.4多元系统中偏摩尔量的确定
5.3混合性质
5.3.1混合性质定义
5.3.2偏摩尔混合性质
5.3.3混合性质的实验测定
5.4多元系统中的化学势及热力学平衡条件
5.4.1多元系统中组元的化学势及热力学基本关系式
5.4.2多元多相系统热力学平衡的一般条件
习题
第6章多元系统热力学Ⅱ——化学势表达式及其应用
6.1理想气体的化学势
6.1.1纯理想气体的化学势公式
6.1.2理想气体混合物的化学势公式
6.1.3理想气体的混合性质
6.2实际气体的化学势
6.2.1逸度及逸度系数
6.2.2逸度与逸度系数的确定
6.3溶液中组元化学势表达式推导的一般思路
6.4理想溶液和拉乌尔定律
6.4.1拉乌尔定律与理想溶液中组元的蒸气压
6.4.2理想溶液中组元的化学势
6.4.3理想溶液的混合性质
6.5稀溶液和亨利定律
6.5.1亨利定律与稀溶液中溶质的蒸气压
6.5.2稀溶液中组元的化学势
6.5.3依数性
6.6实际溶液
6.6.1活度与活度系数
6.6.2实际溶液各组元的化学势
6.6.3关于化学势和活度的总结
6.6.4活度的测定与计算
6.6.5实际溶液的混合性质与过剩性质
习题
第7章相平衡状态图
7.1相律
7.2一元系相图
7.2.1水的相图
7.2.2其他典型的一元系相图
7.3二元系相图概述
7.4二元系气-液相图
7.4.1理想溶液的气-液相图
7.4.2非理想溶液的气-液相图
7.4.3杠杆定律
7.5二元系液-液相图
7.6二元系固-液及固-固相图
7.6.1固-液系统相图的实验测绘
7.6.2具有简单低共熔混合物的相图
7.6.3具有化合物的相图
7.6.4具有固溶体的相图
7.6.5二元系复杂相图识别的一般方法
7.7三元系相图
习题
第8章相图的热力学分析与计算
8.1一元系相图热力学分析
8.1.1一元系的吉布斯自由能
8.1.2一元系相平衡分析
8.1.3一元系两相平衡温度与压力关系的推导
8.2二元系中常用的吉布斯自由能模型
8.2.1溶液的吉布斯自由能模型
8.2.2化合物相的自由能模型
8.2.3磁性有序对吉布斯自由能的贡献
8.3二元系的相平衡
8.3.1相平衡分析判据
8.3.2多相共存时系统的摩尔吉布斯自由能
8.3.3理想溶液稳定性
8.3.4规则溶液稳定性
8.3.5实际溶液稳定性
8.3.6多相系统相平衡分析
8.4二元系相图计算
8.4.1二元相图计算的基本思路
8.4.2匀晶相图计算
8.4.3简单低共熔型相图计算
8.4.4基于规则溶液模型的各种形式相图
8.4.5包含化合物的相图计算
8.4.6实际复杂相图计算简介
习题
第9章相变热力学
9.1相变的分类
9.2形核-长大型相变热力学
9.2.1形核驱动力
9.2.2相变驱动力
9.3连续长大型相变热力学
9.3.1调幅分解的热力学条件
9.3.2调幅分解临界条件
9.4T0线及其应用
9.4.1T0线
9.4.2T0线的应用
9.5朗道相变热力学
9.5.1二级相变的描述
9.5.2一级相变的描述
习题
第10章化学平衡
10.1化学反应的平衡条件、方向和限度
10.1.1化学反应的平衡条件
10.1.2化学反应的方向和限度
10.2标准平衡常数与化学反应等温式
10.2.1标准平衡常数
10.2.2化学反应等温式
10.2.3ΔrGm的意义及计算
10.3不同反应的标准平衡常数及化学平衡的影响因素
10.3.1不同反应的标准平衡常数
10.3.2化学平衡的影响因素
10.4化学平衡应用实例
10.4.1金属中的渗碳
10.4.2莫来石-氮化硼烧结条件分析
10.4.3氧势图
习题
第11章界面热力学
11.1含界面系统的热力学基本方程
11.2含弯曲界面系统的热力学平衡条件及拉普拉斯方程
11.3表面张力与界面能
11.4晶体平衡形态与界面形态
11.4.1晶体平衡形态
11.4.2界面形态
11.5界面效应对相平衡的影响
11.5.1平衡饱和蒸气压
11.5.2沸腾温度
11.5.3溶解度
11.5.4熔化温度
11.5.5奥斯瓦尔德(Ostwald)熟化
11.5.6两相区边界迁移
习题
参考文献