Etude sur l'évolution d'un problème de physique. La propagation thermique dans les solides pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Librairie Philosophique Vrin

作者:Gaston Bachelard

出品人:

页数:190

译者:

出版时间:2000

价格:EUR 25.00

装帧:Broché

isbn号码:9782711600434

丛书系列:

图书标签:

• 科学哲学
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• 热传导
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《固体传热问题演化研究：从理论基础到前沿应用》 本书简介 本书深入探讨了固体中传热问题自其诞生以来的演化历程，聚焦于经典理论的形成、关键概念的突破以及现代研究的最新进展。本书旨在为读者构建一个清晰、系统的固体传热学知识体系，并展示该领域如何从基础物理学原理，逐步发展成为解决现实世界复杂工程挑战的关键学科。 第一部分：理论基石的奠定 本书的开篇将追溯固体传热理论的源头，深入剖析早期物理学家们对热现象本质的探索。我们将详细介绍傅里叶定律（Fourier's Law）的提出及其在描述稳态热传导中的核心作用。这部分内容将详尽阐述导热系数（Thermal Conductivity）的概念，探讨其与材料微观结构、温度以及晶格振动（Phonons）之间的深刻联系。 傅里叶定律的数学表述与物理意义： 详细解析热通量（Heat Flux）与温度梯度（Temperature Gradient）之间的线性关系，揭示热量传递的方向和速率。 导热系数的微观机制： 深入讨论晶体和非晶体材料中热量传递的差异，分析电子和声子在导热中的贡献。 稳态与非稳态传热的初步概念： 介绍在时间维度上，温度场如何变化，为后续更复杂的模型铺平道路。 第二部分：理论的深化与数学工具的引入 随着对传热现象认识的加深，更精确的数学模型和分析工具应运而生。本部分将重点介绍热传导方程（Heat Conduction Equation）的推导过程，以及如何通过边界条件（Boundary Conditions）和初始条件（Initial Conditions）来完整描述具体的传热问题。 热传导方程的推导： 从能量守恒定律出发，通过微元法（Differential Element Method）构建描述温度随时间和空间变化的偏微分方程。 边界条件的多样性： 详细介绍第一类（Dirichlet）、第二类（Neumann）和第三类（Robin）边界条件，以及它们在模拟实际传热过程中的重要性。 求解方法的演进： 概述早期解析解法（Analytical Solutions）的局限性，并引出数值解法（Numerical Solutions）的必要性，如有限差分法（Finite Difference Method）和有限元法（Finite Element Method）。 第三部分：复杂传热模式的探讨 除了基础的导热，固体内部的传热还可能伴随着对流（Convection）和辐射（Radiation）。虽然本书主要聚焦于固体传热，但理解这些耦合效应对于全面认识固体在复杂环境下的热行为至关重要。本部分将简要介绍这些传热模式在固体传热研究中的关联。 对流传热的初步认识： 简要阐述流体与固体表面之间的热量交换，以及其在加热或冷却固体中的作用。 辐射传热的特点： 探讨固体表面发射和吸收热辐射的机理，以及在高温或真空环境下的重要性。 耦合传热问题的复杂性： 简述在许多实际应用中，导热、对流和辐射可能同时存在，需要更复杂的模型来分析。 第四部分：数值方法与计算模拟的崛起 进入20世纪以来，计算能力的飞速发展彻底改变了传热学研究的面貌。数值方法成为解决复杂几何形状、非线性材料性质以及多物理场耦合问题的强大工具。 有限差分法（FDM）： 详细介绍如何将连续域离散化为网格，并通过差分近似来求解热传导方程。 有限元法（FEM）： 深入解析有限元法的基本原理，包括形函数（Shape Functions）、单元积分（Element Integration）和组装全局矩阵（Assembly of Global Matrix）等关键步骤，尤其关注其在处理复杂边界和非均匀材料方面的优势。 计算流体力学（CFD）与传热模拟： 探讨如何将流体力学模拟与传热模拟相结合，以解决伴随对流的固体传热问题。 先进的数值技术： 介绍如光滑粒子动力学（SPH）或无网格方法（Meshless Methods）等新兴的数值技术在处理极端变形或复杂相变问题中的潜力。 第五部分：新材料、新技术与前沿研究方向 随着科学技术的进步，新的材料和新的应用场景不断涌现，对固体传热理论提出了新的挑战和要求。本部分将聚焦于当前固体传热领域的研究热点和未来发展方向。 纳米尺度传热： 探讨在纳米材料（如纳米线、量子点、二维材料）中，由于尺寸效应导致的导热机制变化，以及朗道-布奇豪森（Landauer-Büttiker）公式等描述朗道导电的理论在热传导中的应用。 多孔介质中的传热： 分析多孔材料（如泡沫金属、陶瓷）内部复杂的传热路径和有效导热系数的计算方法。 热电材料与热声效应： 介绍热电材料（Thermoelectric Materials）将热能与电能相互转换的机理，以及热声效应（Thermoacoustic Effect）在固体的应用。 相变传热： 深入研究材料在固-液、固-固等相变过程中伴随的复杂传热现象，如潜热（Latent Heat）的影响。 高效隔热材料与热管理： 探讨高性能隔热材料（如气凝胶、真空绝热板）的设计与应用，以及在电子设备、能源存储等领域的热管理技术。 智能材料与自适应传热： 展望具有可调导热系数的智能材料，以及能够根据环境变化主动调节传热性能的应用前景。 第六部分：工程应用与案例分析 本书的最后部分将通过具体的工程案例，展示固体传热理论在各个领域的实际应用价值，从微电子器件的散热设计到航天器的热控制，再到新能源技术的开发。 电子设备的热管理： 分析CPU、GPU等高功率器件的散热挑战，以及散热器（Heat Sink）、热管（Heat Pipe）等被动/主动冷却技术的原理与设计。 能源系统中的传热： 探讨太阳能集热器、热交换器（Heat Exchanger）、核反应堆等能源设备中的传热问题。 建筑节能与保温： 分析建筑围护结构的热工性能，以及新型保温材料在降低能耗中的作用。 航空航天与汽车工业： 介绍飞机发动机、航天器热防护系统、汽车发动机冷却等复杂环境下的传热挑战。 结论 《固体传热问题演化研究》不仅是一部回顾历史的著作，更是一本展望未来的指南。通过对固体传热理论体系的梳理和前沿研究的解读，本书旨在启发读者深入思考，推动该领域在解决全球性能源、环境和技术挑战中发挥更重要的作用。本书适合于物理学、工程学、材料科学等相关专业的学生、研究人员和工程师阅读。

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“La propagation thermique dans les solides”——这个子标题让我对接下来的内容充满了期待。我想知道，书中对于“固体”的定义和分类是怎样的？它会涵盖金属、陶瓷、聚合物等多种材料吗？而对于“热传导”，是否会区分不同的传播机制，比如电子传导、晶格振动（声子）传导，甚至是更复杂的协同效应？我希望这本书能够提供一种多层次的理解，从宏观现象到微观机制，再到不同材料的特性差异。我期待书中能够通过翔实的例子和严谨的分析，展现出对这一基础物理问题的透彻洞察。

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“Etude sur l'évolution d'un problème de physique”——这个标题本身就给我一种宏大的历史感。它暗示了这本书不仅仅聚焦于“固体中的热传导”这个具体问题，更重要的是，它将通过这个具体问题来展示物理学研究方法和理论框架的演进。我非常好奇，在不同的历史时期，科学家们是如何运用他们当时的知识和工具来研究热传导的？例如，在没有精密测量仪器和强大计算能力的时代，他们又是如何进行实验和建模的？书中会不会提到像牛顿、傅里叶、或者更晚近的如布莱克曼关于晶格振动等关键人物及其贡献？我尤其期待能够深入了解那些被历史长河所淹没但却可能为后续发展奠定基础的早期尝试和思考。了解一个物理问题是如何“演变”的，也就是了解科学本身的“演变”，这对于理解科学的本质和价值具有非凡的意义。

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这本书的书名非常吸引我——“Etude sur l'évolution d'un problème de physique. La propagation thermique dans les solides”，即“关于物理学问题演变的研究：固体中的热传导”。光是这个题目，就勾起了我对物理学发展脉络和经典问题背后故事的好奇心。我一直对科学史很感兴趣，特别是那些看似简单的物理现象，是如何经过一代代科学家的探索，逐渐揭开面纱，直至形成如今我们所熟知的理论体系的。热传导，这个我们在日常生活中随处可见的现象，例如一杯热咖啡的冷却，或者金属在火焰中变热，它的背后隐藏着怎样的理论演进？从早期的唯热素理论，到傅里叶的导热方程，再到后来的量子力学解释，这个过程想必充满了智慧的火花和思想的碰撞。我期待这本书能够带领我穿越时空，亲历这场思想的盛宴，理解热传导概念是如何在人类的认知图景中不断深化和发展的。这本书的法语标题也让我觉得别有韵味，仿佛一本古老而珍贵的科学文献，等待我去细细品读。

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这本书的书名“Etude sur l'évolution d'un problème de physique. La propagation thermique dans les solides”让我产生了一种强烈的求知欲。它不仅仅是关于一个物理现象的介绍，更是关于这个现象背后研究思想和方法的演变。我很好奇，在科学史上，是否有过关于热传导的“误区”或“僵局”，而这些又是如何被克服的？这本书是否会探讨不同理论模型在解释实验结果上的优劣，以及最终哪些模型得以胜出？我希望通过阅读这本书，能够更深刻地理解科学研究的内在逻辑和发展动力，认识到每一个看似成熟的理论，都曾经历过漫长的探索和不断的检验。

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“La propagation thermique dans les solides”这个子标题，让我联想到许多具体的物理场景。我想象这本书会深入探讨在不同尺寸、不同晶体结构、甚至是不同缺陷状态的固体中，热传导的特性会发生怎样的变化。这些变化是如何被科学家们识别、测量和解释的？书中是否会涉及一些重要的实验技术，例如激光闪光法、瞬态热反射法等，这些技术在多大程度上推动了我们对固体热传导理解的演进？我尤其关心这本书是否会触及一些更为前沿的研究方向，比如在纳米材料、准晶体、或者无序体系中，热传导的独特行为，以及这些行为的研究又是如何建立在对经典问题的深刻理解之上的。

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当我看到“Etude sur l'évolution d'un problème de physique”这个书名时，我立刻想到科学知识的积累和发展并非线性的，而是充满了辩论、修正和重构。热传导，作为物理学中一个基础且重要的领域，其研究过程必然也遵循了这一规律。这本书能否展现出不同理论学派在热传导研究中的争鸣？例如，关于热的本质，是粒子说还是波动说，又或者是在更复杂的模型中，不同解释的交锋？我想了解，在固体中，除了我们熟知的通过晶格振动传递热量，是否还有其他重要的机制，而这些机制的发现和确立，又经历了怎样的研究过程？这本书能够让我看到科学研究的“过程”，而不是仅仅看到最终的“结果”。

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这本书的书名，“Etude sur l'évolution d'un problème de physique. La propagation thermique dans les solides”，让我联想到科学史上的那些经典案例。热传导，一个如此基础却又如此复杂的物理现象，它的研究历程必然充满了曲折和创新。我想知道，在这部“演变史”中，是否会有对热传导概念定义本身的演变进行阐述？比如，最初人们理解的热量传递机制，到后来量子力学视角下的声子散射，这中间的认知转变会是怎样的？这本书是否会深入探讨不同材料（如金属、绝缘体、半导体）在热传导机制上的差异，以及这些差异在不同历史时期是如何被研究和理解的？我希望能在这本书中找到对那些“里程碑式”研究的细致解读，理解它们如何改变了我们看待和解决热传导问题的思路。

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“La propagation thermique dans les solides”——这个子标题，则将研究范围具体化。固体中的热传导，这是一个听起来非常工程和实际的问题，但我也明白，其背后必然有着深厚的理论根基。我很好奇，这本书是如何从理论层面出发，去探讨实际应用中的热传导问题，又或是如何从实际应用中的观察出发，去发展理论的？例如，在材料科学、热管理、能源技术等领域，对固体热传导的理解有着怎样的重要性？这本书是否会涉及到一些具体的材料或结构，来分析它们在热传导特性上的演变和研究？我期望这本书能够连接起抽象的物理理论与具体的工程实践，展现出科学研究的实际价值和生命力。

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我被“Etude sur l'évolution d'un problème de physique”这个书名深深吸引，因为它承诺了对科学思想历程的探索。热传导，这个看似简单的问题，其背后隐藏着科学史上一段漫长而复杂的探索。我想知道，这本书是如何构建其“演变”的叙事的？它会按照时间顺序梳理，还是会以主题或概念为线索？例如，它会首先介绍早期关于热的模糊认识，然后进入到热力学时期，再到量子力学时期的突破？我希望这本书能提供一种“故事性”的视角，让我能够理解，一个物理概念是如何在不同时代、不同文化背景下的科学家们手中，被不断地提炼、深化和拓展的。

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读到这本书的书名，我脑海中立即浮现出许多物理学家为了理解热量如何在固体中传播而付出的努力。我很好奇，在傅里叶提出他革命性的偏微分方程之前，人们是如何描述和研究热传导的？是否存在一些早期、或许有些粗糙但却至关重要的观察和实验？这本书的“演变”二字，无疑预示着它将不仅仅是一本讲解热传导理论的教科书，更是一部关于科学思想如何孕育、发展、修正乃至被推翻的历史叙事。我想了解那些曾经的“未解之谜”，是如何一步步被攻克的，是哪些关键的实验数据，哪些天才的数学工具，或者哪些改变范式的理论突破，共同推动了我们对固体热传导理解的进程。或许书中还会探讨一些在当时看来是前沿但现在已被修正或取代的理论，这本身就是研究科学发展史的一大乐趣——认识到科学的进步并非一蹴而就，而是充满着试错和迭代。

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