Р. Кубо - Термодинамика (1134470), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Дж. уравнение 296 Третий закон термодинамики (теорема Нернста — Планка) 749, 170, 173, 186, 192, 219 Тройная точка 205, 226, 237, 252, 253 Удельные молярные величины 148 Уравнение состояния 23, 99 Устойчивость термодинамическая 185 Фаза 199, 200, 204 — внутреннее условие равновесия 204 Фазовая диаграмма 227, 233, 240, 247, 257, 263 Фазовое равновесие 199 Фазовый переход высших порядков 201 — — первого и второго рода 200 Фазы, разделение 222 Фарадея постоянная 218 Ферромагнетик 293 — теплоемкость 250, 294 Фугативность 207, 212, 215, 239 Функции состояния 14, 17 Химическая постоянная 183, 206 „ 219, 269 — — условная 269 Химический потенциал 20, 148 — — газа 206 Цикл 15 — необратимый 73 — обратимый 73 Эвтектическая точка 226, 241, 264 Эйлера уравнение 147 Экстенсивная величина 14, 239 Элекгродвижущая сила 217, 218, 236, 243, 249 Электронейтральности условие 215 Электроны тепловые 243, 269 Электрохимический потенциал 218 Элемент электрохимический 216, 243 Энергия 14, 16, 17, 157 — переноса массы 16, 17, 202 — удельная молярная 148 Энтальпия 19, 41, 67, 143, 157, 171 — удельная молярная 148 Энтропия 82, 83, 143, 157, 171 — аддитивность 83 — зависимость от температуры 121 — плавления 264 — поверхности 255 — смешения 95, 207 — удельная молярная 148 Якобиан 149 Предисловие редакторов перевода Настоящий учебник термодинамики, написанный профессором Р.
Кубо при участии Х. Ичимура, Ц. Усуи и П. Хасизуме, представляет собой первую часть оригинального курса термодинамики и статистической механики, в котором совмещается краткое изложение основ теории с подробным решением большого количества задач. Вторая часть курса, «Статистическая механика», была издана на русском языке в 1967 г. издательством «Мир» и вызвала большой интерес читателей, что свидетельствует о потребности в учебных пособиях такого типа.
В учебнике рассмотрены обычные разделы термодинамики. Первая и вторая главы посвящены изложению первого и второго законов термодинамики, где авторы, отступая от сложившихся традиций, ~ самого начала формулируют законы таким образом, что онн пригодны и для открытых систем (с обменом вещества). Это облегчает авторам наложение метода термодинамических потенциалов и условий равновесия, которые рассмотрены в гл. 3. Гл. 4 посвящена приложению термодинамики к теории равновесия фаз и химическому равновесию. Как и в курсе «Статистической механики», теоретические разделы в каждой главе излол'ены предельно кратно, но достаточно ясно и иллюстрируются подробно разобранными примерами.
Далее предлагаются аадачн в порядке возрастающей трудности с подробными решениями. Изложение оживляют весьма интересные «Отступления», обычно содержащие любопытные научные или исторические сведения. Несомненно, что этот оригинальный учебник-задачник принесет болыпую пользу студентам, приступающим к изучению курса термодинамики, и аспирантам, как физикам, так и химикам; он мол«ет быть широко использован также преподавателями университетов и физико-технических вузов. Перевод выполнили А. Г. Башкиров (гл.
1 и 2) и Е. Е. Гареева (гл. 3 и 4). Д. Н. Зубарев Н. М. Планида Предисловие к английскому изданию Предлагаемая книга представляет собой первые четыре главы учебника «Задачи и примеры по термодинамике и статистической механике», опубликованного в «Университетской серии» японским издательством «Сокабо».
Несмотря на то что англвйский перевод второй части этого учебника под названием «Статистическая механика. Современный курс с задачами и решениями» вышел в издательстве «Норе Холланд компани» раньше, предлагаемую книгу следует рассматривать как первый том учебника. Английское название несколько отличается от оригинального, что, по-видимому, отражает некоторое недопонимание целей, преследоэавшихся авторами при наиисании книги. Это отнюдь не обычный учебник, а скорее пособие, призванное помочь студенту активно изучить предмет путем самостоятельных размышлений и решения задач. При этом приводимые в тексте решения задач могут быть использованы самым различным образом. Поэтому материал, помещенный в разделах «Основные положения», написан по возможности сжато, с тем чтобы читателю было удобно просматривать его повторно при решении задач.
Значительная часть вопросов, обычно рассматриваемых в учебниках, приводится в замаскированной форме — в задачах и примерах. В этом смысле настоящая книга дает замкнутое изложение предмета. Тем не менее следует порекомендовать студентам наряду с настоящей книгой пользоваться также каким-либо стандартным учебником. Перевод с японского на английский был сделан в основном доктором Хадзими Секи, некоторые разделы перевели авторы. Как редактору японского и английского изданий мне хотелось бы выразить глубокую благодарность доктору Х. Секи, а также профессорам Б.
Спрингеру и Д. Уорсу, которые взяли на себя труд прочитать рукопись и помогли нам преодолеть некоторые лингвистические трудности. Я также благодарен миссис Н. Хасидзуме и миссис М. Сузуки ва помощь в подготовке рукописи. Риего Куба Предисловие н ивенскому изданию Термодинамика и статистическая механика совершенно необходимы при изучении физических свойств вещества. Статистическая механика наряду с квантовой механикой является основой современной физики; ее цель состоит во всестороннем исследовании физических явлений с микроскопической точки зрения на основе атомной физики. Поэтому глубокие знания статистической механики и умение применять ее на практике необходимы не только студентам, изучающим физические свойства вещества, но и тем, кто занимается ядерной физикой и даже астрофизикой.
Впе рамок физики статистическая механика теперь все больше и больше проникает в такие науки, как химия, биология и те многочисленные области техники, развитие которых связано с успехами современной физики. Термодинамика всецело принадлежит классической физике, и поэтому иногда студенты, увлеченные изучением современной физики, считают ее малозначительной наукой. Даже для студентов-химпков положение стало совершенно иным, чем несколько десятилетий назад, когда физическая химия представляла собой не что иное, как химическую термодинамику.
Необходимо подчеркнуть, что и сейчас термодинамика, представляющая собой одни из основных разделов физики, играет столь же важную роль, как и во второй половине прошлого века. Термодинамика демонстрирует ценность феноменологического подхода. В ней пе используются в явном виде какие-либо физические образы или модели, например представления об атомах или молекулах, а устанавливаются соотношения между такими несколько абстрактными величинами, как энергия, энтропия, свободная энергия и т. д. При атом термодинамика не опирается на интуитивные представления, как атомная теория; это является одной из причин того, что студенты считают термодинамику трудной для усвоения и не умеют применять ее для рассмотрения конкретных задач.
Однако благодаря простоте логических построений термодинамика часто позволяет с очень общих позиций разобраться в фиаической сути данной аадачи. В атом состоит огромное преимущество феноменологического подхода. Лредиелоеие к *панскому изданию Очевидно, однако, что, ограничиваясь только термодинамическим рассмотрением, невозможно провести более глубокое исследование атомных процессов, происходящих при данном физическом явлении. Это возможно сделать лишь с помощью квантовой механики и статистической механики. Статистическая механика позволяет установить связь между физическими ааконами микрон макромира.
Квантовая механика, взятая в отрыве от статистической механики, не всегда могла бы описывать реальные физические явления. В этом смысле статистическую механику необходимо рассматривать как один иэ ключевых разделов современной физики. Как и во всякой другой науке, невозможно хорошо усвоить статистическую механику, выучив только ее основные принципы. Необходимо довольно долго тренироваться, чтобы овладеть методами статистики, т. е. научиться пользоваться статистической механикой пря решении конкретных физических задач. Некоторые представления и методы статистической механики и термодинамики существенно отличаются от используемых в других разделах физики. Нам часто приходилось встречать студентов, которые знакомы с основными положениями термодинамики и статистической механики, но с трудом овладевают их методами и не умеют решать конкретные задачи.
Это обычно связано с недостаточной и неправильной подготовкой. Цель настоящей книги — помочь студентам в изучении термодинамики и статистической механики и в овладении соответствующими методами. Книга содержит основные положения теории, примеры и большое число задач с полными решениями. Хотя разделы «Основные положения» написаны довольно кратко, они охватывают все наиболее важные вопросы теории. Предполагается, что эту книгу можно читать, не пользуясь другими учебниками. Изучив материал «Основных положений», читатель в достаточной мере познакомится с основами термодинамики и статистической механики. Примеры дополняют теоретические разделы, ио в основном они должны показать читателю, как следует применять теорию при решении физических задач.
Задачи разделены на три группы А, Б, В в порядке возрастания трудности. Если читатель располагает достаточным количеством времени, он вюжет перерешать все задачи подряд в каждой главе. В противном случае мы рекомендуем ему сначала решить задачи группы А по всей книге, а при возможности вернуться к задачам групп Б и В. Даже решив только задачи группы А, читатель почувствует, что он стал лучше разбираться в физической стороне явлений. Число задач в группе А достаточно велико, так что сначала мо»кно выбрать из них примерно половину и решить их, вернувшись к оставшимся позже.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
