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出版者:高等教育出版社

作者:钱尚武

出品人:

页数:298

译者:

出版时间:2008年06月

价格:28.60元

装帧:平装

isbn号码:9787040239140

丛书系列:物理学基础理论课程经典教材

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《热学》是一本深度探索物质世界微观动力学及其宏观表现的著作，它并非一本关于书籍收藏、阅读体验或文学评论的书籍。 本书的焦点在于“热”这一基本物理现象，从最根本的层面剖析其本质。它不涉及任何实体书籍的物理形态，诸如纸张的质感、装订的工艺、或是书页上油墨的芬芳。同样，它也与阅读的动作本身，如翻页的沙沙声、专注凝视带来的视觉疲劳、或是捧着书卷的触感毫无关联。那些关于名著的推荐列表、关于阅读习惯的养成指南、或者对某位作家作品风格的解读，都不是本书探讨的范畴。 《热学》的核心内容，在于揭示微观粒子——原子、分子、电子等——在热运动中的集体行为，以及这种行为如何转化为我们日常感知到的温度、热量流动以及物质状态的变化。本书将带领读者穿越宏观世界的直观感受，深入到原子尺度，理解“热”并非一种独立存在的“物质”，而是物质内部粒子无规则运动的宏观体现。 在第一部分，“热的微观根源”，我们将从分子动理论的视角出发，详细阐述物质由无数微小粒子构成，这些粒子时刻处于永不停息的随机运动之中。本书会用详尽的数学模型和清晰的物理图像，解释不同温度下粒子的平均动能是如何变化的。例如，在固体中，粒子处于相对固定的平衡位置，但仍以振动形式存在；在液体中，粒子拥有更大的自由度，可以相互滑动；而在气体中，粒子则以极高的速度在空间中自由运动，并频繁碰撞。本书将通过严谨的推导，展现温度与粒子平均动能之间的精确数学关系。 接着，我们将深入“热量传递的机制”。热量，作为能量的一种形式，其传递是构建热学体系的关键。本书将详细介绍三种主要的热量传递方式：热传导、对流和辐射。 热传导：本书将深入分析热传导在固体、液体和气体中的具体过程。我们会探讨不同材料的热导率差异，以及为什么金属比木材更容易导热。分子间通过碰撞和自由电子的移动传递能量的微观机制将被详尽解析。本书还将介绍傅里叶定律，并提供解决稳态和非稳态热传导问题的各种数学方法，例如利用微分方程来描述热量在不同空间位置和时间上的分布。 对流：本书将重点分析对流在流体（液体和气体）中的发生和发展。我们将解释自然对流和强制对流的区别，以及它们在现实世界中的广泛应用，如天气系统的形成、暖气片散热原理、以及冰箱的制冷机制。流体动力学方程，例如纳维-斯托克斯方程，将在一定程度上被引入，以理解对流过程中流体的速度场和温度场之间的耦合关系。 辐射：本书将着重阐述热辐射作为一种电磁波能量传递的独特方式。我们将从黑体辐射开始，介绍普朗克定律，揭示其在描述不同温度下物体辐射光谱方面的革命性意义。斯特藩-玻尔兹曼定律将被详细讲解，它描述了物体辐射的总能量与其温度的四次方成正比。本书还将探讨实际物体辐射的发射率和吸收率，以及热辐射在天体物理、保温材料设计等领域的应用。 第三部分，“热力学定律与熵”，将是本书的核心理论部分，它构成了宏观热现象的基石。 热力学第一定律（能量守恒定律）：本书将以严谨的数学形式，阐述能量在转化过程中守恒的原理。我们将定义内能、热量和功，并建立它们之间的定量关系。循环过程和绝热过程等概念将被详细解释。本书将通过一系列经典的例子，如活塞在气缸内的运动、热机的功输出等，来生动地展示第一定律的应用。 热力学第二定律（熵增定律）：这是本书中最具哲学深度和物理意义的部分之一。我们将引入“熵”这一概念，将其定义为系统混乱度或无序度的度量。本书将以卡诺循环为基础，推导克劳修乌斯不等式，并深入阐释在任何不可逆过程中，孤立系统的熵总是增加的。我们将探讨第二定律对自然过程方向性的决定性影响，例如热量总是自发地从高温物体流向低温物体，而不会反向流动。本书还将讨论熵在信息论、宇宙演化等领域的引申意义。 热力学第三定律（绝对零度）：本书将介绍绝对零度这一理论极限，并阐述在趋近绝对零度时，晶体物质的熵趋于一个常数（通常为零）的定律。我们将探讨实现绝对零度的理论和实验上的困难，以及它在低温物理学中的重要性。 在第四部分，“相变与临界现象”，本书将聚焦于物质状态的变化。 相变：我们将详细描述物质从固态、液态、气态之间的转变过程，例如熔化、凝固、汽化、液化、升华和凝华。本书将解释相变的驱动力是能量差和熵差的综合作用。潜热的概念将被深入剖析，例如熔化潜热和汽化潜热，以及它们与相变过程中的能量吸收和释放的关系。 临界现象：本书将探讨物质在临界温度和临界压力下的特殊行为。在临界点附近，液相和气相的性质趋于一致，表现出显著的关联长度增长和涨落增强等现象。临界指数和标度律等概念将被引入，以描述这些现象的普适性。 本书还会涉及一些更高级的主题，例如统计力学的基础，它为理解宏观热力学定律提供了微观的统计解释，包括玻尔兹曼分布、巨正则系综等。此外，热传导的数值模拟方法，例如有限元法和有限差分法，也可能被提及，展示如何利用计算工具来解决复杂的热传导问题。 总而言之，《热学》是一本严谨而深入的科学著作，它不包含任何与文学、阅读技巧、书籍收藏或个人阅读体验相关的内容。它的全部篇幅都致力于用科学的语言、数学的工具和物理的洞察，来揭示“热”这一自然界中最基本、最普遍的现象，以及支撑其运作的深刻规律。本书的读者群体将是对物理学、工程学、化学等领域有深入兴趣的学生、研究人员以及任何渴望理解物质世界底层运作机制的求知者。它旨在培养读者科学的思维方式，教会他们如何用理性的眼光去分析和理解身边发生的各种与能量和温度相关的现象。

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初捧此书时，我带着一份知识探索者的谨慎与好奇，但很快，这份谨慎就被一种近乎“被点燃”的热情所取代。这本书的论述风格极其有力，它不是在“建议”你相信某个观点，而是在用无可辩驳的逻辑链条将你“推导”到那个结论。这种自信和果决，在学术著作中是少见的，它带来的阅读冲击力是巨大的。书中引用的案例和数据，经过了极其严格的筛选和打磨，它们不是为了单纯炫耀作者的学识广博，而是作为支撑其核心论点的最坚固的基石。每一次的论证都像是一场精准的外科手术，切除冗余，直击要害。读完之后，我感觉自己对于许多社会现象和自然规律的理解，都获得了一次“系统升级”。这不是那种温和的启迪，而是一种带着强大冲击力的认知重塑，让人不得不正视并接受其中揭示的深刻真理。

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说实话，这本书的阅读体验更像是一次感官的洗礼，而非单纯的知识汲取。文字的运用达到了近乎诗意的境界，尽管主题是如此的抽象和严谨，作者却总能找到那些精准捕捉到事物本质的词汇。我经常在阅读那些描述性段落时，脑海中会浮现出清晰、甚至带着某种色彩和温度的画面，仿佛这些理论不再是冰冷的公式，而是有了鲜活的生命力。行文的流畅性也值得称道，即便是面对跨越学科边界的知识点，作者也总能以一种极其优雅且自然的过渡将它们衔接起来，绝无生硬的跳跃感。它成功地将学术的深度与文学的温度完美地融合，使得原本可能晦涩难懂的内容，变得悦耳动听、引人入胜。这本书让我重新思考了“阅读”这件事的意义——它不只是获取信息，更是一种与伟大思维进行深度对话的艺术体验。

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我必须承认，这本书的阅读难度不低，它要求读者投入极大的心力去跟上作者跳跃性的思维节奏。但正是这种挑战性，让它在众多出版物中脱颖而出。它挑战了我们对知识边界的认知，不断地拓展着理论的适用范围。作者在处理那些跨越了传统学科界限的模糊地带时，展现出了惊人的洞察力和整合能力，仿佛他拥有一个能看透所有学科壁垒的透视镜。我特别欣赏其中穿插的那些对历史脉络的简要回顾，它们如同锚点，帮助我们理解当前的理论是如何从过去的积累中生长出来的，避免了“空中楼阁”式的论述。阅读此书的过程，就像是跟随一位经验丰富的向导，穿越一片充满未知植被的丛林，他既知道前方的陷阱，也清楚哪里有最美的风景，全程的引导精准而富有远见，让你在敬畏之余，充满对未知领域的探索欲。

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这部书简直是思想的迷宫，读完之后感觉像是完成了一场智力上的马拉松。作者构建的世界观宏大而精细，每一个概念的引入都像是精心设计的拼图碎片，环环相扣，逻辑严密得让人拍案叫绝。我尤其欣赏它处理复杂信息的方式，那种层层剥开、由浅入深，最终抵达核心洞见的叙事节奏，让人沉浸其中，欲罢不能。它不是那种读完就忘的消遣读物，而是需要反复咀嚼、时常回顾的工具书。我发现自己时不时会停下来，合上书本，在脑海中重新梳理作者抛出的那些令人振聋发聩的论断，试图用自己的语言去复述和理解。书中对于因果关系的探讨，尤其深刻，它挑战了许多我们习以为常的直觉判断，迫使读者走出舒适区，用一种近乎批判性的眼光去审视事物运作的底层逻辑。那种智力上的挑战感，如同攀登一座未被完全征服的山峰，过程虽艰辛，但登顶时的视野豁然开朗，成就感无与伦比。

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这本书的结构布局简直是一门艺术品，展现了作者对信息架构无与伦比的掌控力。从宏观的框架搭建到微观的细节填充，每一步都经过了深思熟虑。我特别喜欢它在引入新概念时所采用的“铺垫”策略，作者似乎总能预判到读者可能产生的困惑点，提前在相关的章节中埋下伏笔，等到真正需要理解那个难点时，相关的背景知识早已水到渠成地被建立起来，省去了我大量查阅资料的精力。这种设计体现了一种极高的同理心——作者真正站在读者的位置上思考“如何才能最有效地接收这些信息”。章节之间的逻辑递进关系是如此紧密，以至于我一旦开始阅读，就很难停下来，总想知道“下一个转折点在哪里？”、“作者将如何解释这个看似矛盾的现象？”。它更像是一条精心设计的单轨列车，把你牢牢地固定在既定轨道上，带你去往作者想要抵达的终点，而沿途的风景也绝不枯燥。

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