Mixing and Excess Thermodynamic Properties pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Elsevier Science Ltd

作者:

出品人:

页数:990

译者:

出版时间:1986-1

价格:0

装帧:Hardcover

isbn号码:9780444425867

丛书系列:

图书标签:

• 热力学
• 混合
• 过量性质
• 相平衡
• 溶液
• 化学工程
• 物理化学
• 热力学性质
• 分子模拟
• 实验数据

物理化学：原理与应用 本书全面深入地探讨了物理化学的核心概念、理论框架及其在现代科学与工程领域中的广泛应用。它旨在为物理化学、化学工程、材料科学以及相关领域的学生和研究人员提供一个扎实、系统的学习资源。 本书内容涵盖了热力学、量子化学、动力学以及统计力学这四大支柱，并辅以大量详实的案例分析和计算实例，确保读者不仅理解理论的精髓，更能掌握其实际操作能力。 --- 第一部分：化学热力学——能量、平衡与过程 本部分是全书的基石，系统阐述了物质在宏观尺度下能量转化和平衡状态的规律。我们从最基本的概念——功、热和内能——入手，奠定了热力学第一定律的基础，并详细探讨了系统状态函数的性质。 1. 热力学基础与第一定律： 详细解析了热力学体系的定义、过程的分类（可逆、不可逆、等温、绝热等）及其描述。重点在于对焓（Enthalpy, $H$）的引入，并展示了如何利用反应热、生成焓、燃烧焓等实验数据计算物质的能量变化。我们特别关注了量热学的实验技术及其误差分析，为后续理论推导提供可靠的实验依据。 2. 熵、热力学第二定律与过程方向： 熵（Entropy, $S$）的概念是理解自然界自发过程方向的关键。本书对熵的微观统计诠释与宏观热力学定义进行了深入的桥接。详细阐述了热力学第二定律的各种表述形式，并引入了吉布斯自由能（Gibbs Free Energy, $G$）和亥姆霍兹自由能（Helmholtz Free Energy, $A$）作为判断平衡与自发性的判据。对勒夏特列原理在复杂平衡体系中的应用进行了详尽的讨论。 3. 相平衡与化学势： 化学势 ($mu$) 被视为决定物质在多相、多组分体系中分布和反应趋势的核心量。本书深入探讨了单组分和多组分体系的相律（如克劳修斯-克拉佩龙方程、吉布斯相律）。对于二元和三元相图，本书提供了详细的图解分析，尤其关注了共晶点、共沸点和分配系数的计算，这对于分离工程至关重要。我们还详细分析了液液萃取、蒸馏过程中相平衡数据的处理方法。 4. 化学平衡的定量描述： 基于热力学方法，推导了平衡常数 ($K$) 与温度和标准自由能变化之间的关系（范特霍夫方程）。重点在于如何通过实验测定 $K$ 值，并讨论了压力、溶剂效应以及催化剂对化学平衡位置的实际影响。 --- 第二部分：化学动力学——反应速率与机理 本部分将视角从平衡状态转向了过程发生的速度，探究了反应发生的路径、速率限制因素以及速率常数的温度依赖性。 1. 反应速率定律与实验测定： 系统介绍了零级、一级、二级反应的积分和微分速率方程。本书强调了实验设计在确定反应级数和速率常数中的关键作用，并涵盖了半衰期法、初速率法和拟级反应法等常用的速率常数测定技术。 2. 反应机理与过渡态理论： 超越了表观速率方程，本书深入探讨了反应的微观机理，包括链式反应、分支反应和聚合反应。重点介绍了碰撞理论和过渡态理论（Transition State Theory, TST），详细阐述了活化能、指前因子与反应焓和熵的关系，并讨论了如何利用谱学数据（如红外、拉曼）验证反应中间体。 3. 催化作用： 对均相催化和非均相催化进行了区分和详细分析。在非均相催化方面，详细介绍了朗缪尔吸附等温线及其在反应速率模型建立中的应用。对酶催化反应的米氏方程（Michaelis-Menten kinetics）的推导和参数拟合进行了专门的章节讲解。 4. 速率的温度依赖性： 阿伦尼乌斯方程是动力学的核心，本书对其适用范围和局限性进行了批判性分析，并结合更精确的活化络合物理论，探讨了在不同温度区域，速率常数随温度变化的规律。 --- 第三部分：量子化学与分子光谱学——微观世界的描述 本部分将物理化学的视角从宏观系统转向了分子和原子层面的电子结构与能级，为理解化学键、分子形状和光谱性质提供了理论基础。 1. 薛定谔方程与原子结构： 详述了定态薛定谔方程在描述微观粒子运动中的核心地位。通过对氢原子模型的求解，清晰展示了量子数、轨道和能级的概念。随后，本书介绍了泡利不相容原理和洪特规则，并将其应用于多电子原子的电子排布。 2. 分子轨道理论与化学键： 详细介绍了波恩-奥本海默近似（Born-Oppenheimer Approximation）对分子体系处理的简化作用。着重讲解了分子轨道理论（MO Theory）的线性组合原子轨道（LCAO）方法，对比分析了价键理论（VB Theory）的优劣。通过HOMO/LUMO能级概念，解释了分子的稳定性和反应活性。 3. 分子光谱学基础： 光谱学是检验量子化学理论的窗口。本书系统介绍了分子吸收和发射电磁辐射的原理。详细讲解了转动光谱（微波）、振动光谱（红外与拉曼）以及电子光谱（紫外-可见）的特征、选择定则和能级跃迁机制。通过对振动模式（正规模式分析）的讨论，解释了分子结构与红外吸收峰的关系。 --- 第四部分：统计力学——连接微观与宏观的桥梁 统计力学是连接微观粒子行为和宏观可测量热力学量的关键。本部分致力于将量子力学的微观结果转化为可观测的宏观热力学函数。 1. 统计热力学的基本概念： 清晰定义了微观状态、宏观状态、配分函数（Partition Function, $Q$）的概念。重点阐述了正则系综（Canonical Ensemble）和巨正则系综的性质及其在处理不同边界条件下的系统时的优势。 2. 配分函数与热力学函数： 详细推导了如何利用总配分函数，通过对数关系，导出内能、熵、吉布斯自由能等所有重要的热力学量。对平动、转动、振动和电子能级的配分函数计算方法进行了分门别类的详细演示，并讨论了高频振动在不同温度下的量子效应。 3. 晶格振动与固体热容： 重点讨论了德拜模型（Debye Model）和爱因斯坦模型（Einstein Model）对固体比热容的解释，特别是德拜模型在低温下成功预测热容趋近于零的现象。 --- 附录：数据处理与计算方法 本书包含专门章节介绍如何使用最小二乘法处理实验数据，如何进行误差传播分析，以及应用数值方法（如龙格-库塔法）求解复杂的动力学微分方程。提供了一系列重要的物理化学常数表和关键函数的计算指南。 本书的特点在于其平衡性：它既深入探讨了理论的数学严谨性，又高度重视其实际应用和实验验证，是系统学习和研究物理化学的不可或缺的参考书。

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这本书的封面设计得非常引人注目，色彩搭配大胆而富有层次感，那种深邃的蓝色调与鲜明的橙色线条交织在一起，仿佛在诉说着物质世界中那些复杂而微妙的相互作用。我拿到手时，首先被它厚实的纸张质感所吸引，这在当前的出版物中已经不多见了，让人感觉作者和出版方对这本书的重视。尽管书名听起来略显学术，但排版上的精心处理，使得即使是初次接触这个领域的读者，也能感受到一种严谨中不失美感的专业气质。书脊上的字体选择也很有讲究，既保证了清晰易读，又增添了一份古典的厚重感，让人忍不住想立刻翻开内页，去探索它究竟蕴含了怎样一番关于“混合”与“过剩”的化学奥秘。这不仅仅是一本书，更像是一件精心打磨的工艺品，让人对它所承载的知识内容充满了期待，仿佛预示着一场深度且愉快的学术旅程即将展开。

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从整体阅读体验来看，这本书的知识密度高得惊人，但组织结构却异常清晰，体现了作者深厚的学术功底和卓越的教学智慧。它成功地搭建了一座坚实的桥梁，连接了基础理论的严谨性与前沿应用的多样性。读完之后，我感到自己对体系中“不寻常”的热力学表现，有了一种全新的、更具洞察力的理解。它不像某些专业书籍那样，读完一遍后合上书本就感觉知识点飘散，这本书的内容似乎已经内化成了分析问题的基本框架。对于任何一位在材料科学、化学工程或物理化学领域深耕的专业人士来说，这本著作都无疑是一笔值得的投资，它提供的不仅仅是知识，更是一种看待复杂系统行为的全新视角和工具箱。

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深入到核心章节后，我发现作者在处理复杂模型时展现出一种近乎艺术家的耐心。特别是关于非理想溶液行为的建模部分，作者没有采用那种教科书式的、堆砌公式的枯燥方式。相反，他采用了“问题导向”的路径，先提出一个现实中存在的、难以解释的现象，然后层层递进地剖析现有的理论框架在哪里失效，最后才引出更精妙、更贴合实际的修正模型。这种“解构—重构”的教学思路，使得那些原本抽象的参数和函数关系，变得有血有肉，仿佛是解决一个引人入胜的侦探故事。我尤其欣赏他对不同理论之间哲学差异的探讨，这让这本书超越了一般的参考书范畴，上升到了对科学方法论的反思层面。

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这本书的配图和数据呈现方式，也绝对是行业内的标杆。大量的实验数据图表，不仅清晰标注了误差范围，还用颜色和图例区分了不同温度和压力条件下的趋势，对比一目了然。更难得的是，许多图表并不是简单的复制粘贴，而是作者根据分析结果重新绘制或定制的，能够精准地突出他想要强调的重点。例如，在讨论溶剂化能的章节中，一张关于特定离子在极性溶剂中电势分布的三维图，直观地揭示了溶剂化壳层内部的电荷重排机制，这种视觉化的力量是纯文字难以企及的。对于需要进行实验验证或数据分析的科研人员来说，这本书提供的这些高质量的可视化材料，本身就是宝贵的资源。

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我花了整整一个下午的时间，沉浸在这本书的绪论部分。作者似乎非常擅长以一种近乎散文诗的笔触来铺陈宏大的科学背景。他没有急于抛出那些令人生畏的数学公式，而是通过一系列生动的生活场景和历史轶事，巧妙地将读者带入热力学世界的边缘地带。例如，他描述了不同液体在特定温度下“抗拒”彼此融合的微观景象，那种细腻的观察力简直让人拍案叫绝。这种叙事手法极大地降低了阅读的门槛，让那些原本对“化学热力学”抱有敬畏之心的读者，也能够轻松地跟上作者的思路。语言的流畅性和逻辑的严密性达到了一个极高的平衡点，读起来毫不费力，却又字字珠玑，让人在不知不觉中吸收了大量的概念基础。

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