Thermodynamics of Surface Phenomena pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Dadashev, Raykom Kh

出品人:

页数:280

译者:

出版时间:

价格:$ 180.80

装帧:

isbn号码:9781904602774

丛书系列:

图书标签:

• 热力学
• 表面现象
• 界面科学
• 表面能
• 吸附
• 催化
• 胶体
• 表面张力
• 相平衡
• 纳米材料

《热力学在界面现象中的应用》 书籍简介 《热力学在界面现象中的应用》是一本深入探讨热力学基本原理如何应用于理解和预测界面现象的权威著作。本书旨在为材料科学、化学、物理学以及工程学领域的学生、研究人员和专业人士提供一个全面而系统的框架，以应对复杂界面行为的挑战。 本书首先系统回顾了热力学核心概念，包括能量、熵、自由能、相平衡以及化学势等，并在此基础上，详细阐述了这些概念在描述界面行为中的特殊性。作者强调了理解表面张力、吸附、润湿、界面扩散和相变等关键界面现象的必要性，并提供了相应的热力学模型和分析方法。 本书的一大特色在于其对多种界面体系的深入剖析。从简单的液体-气体和液体-液体界面，到更复杂的固-气、固-液和固-固界面，本书都进行了细致入微的热力学分析。例如，在讨论固-气界面时，作者详细介绍了Langmuir吸附模型、BET吸附理论及其热力学推导，并解释了这些模型如何预测吸附量与压力的关系，以及吸附热等关键参数。在固-液界面部分，本书深入探讨了Young方程在描述润湿现象中的应用，并详细介绍了接触角与表面能之间的热力学关系，以及影响润湿行为的因素，如表面粗糙度和化学组成。 本书还特别关注了纳米尺度界面现象的热力学。随着纳米材料的蓬勃发展，纳米界面的独特性质及其对材料宏观性能的影响日益受到重视。本书提供了分析纳米颗粒、纳米线、量子点等纳米结构界面热力学的方法，包括尺寸效应、曲率效应如何改变界面自由能，以及这些变化如何影响其溶解度、相变温度和催化活性。 此外，本书还涵盖了界面现象的热力学在实际应用中的案例研究。例如，在材料加工过程中，理解金属的熔焊界面热力学对于获得高质量的焊缝至关重要；在催化领域，催化剂表面的吸附与脱附过程是影响催化效率的关键，本书通过热力学分析解释了如何优化催化剂设计。在生物医学领域，细胞膜的界面性质、药物载体的包封与释放等也与界面热力学息息相关。 为了便于读者理解，本书包含了大量的图表、公式推导和算例。作者力求在理论深度和实用性之间取得平衡，确保读者不仅能掌握理论知识，还能将其应用于实际问题解决。本书结构清晰，逻辑严谨，语言流畅，旨在帮助读者建立对界面现象热力学规律的深刻认识，并为进一步的科学研究和技术创新奠定坚实基础。 本书内容概述 第一章：热力学基本原理回顾与界面概念引入 热力学的基本定律：零定律、第一定律、第二定律、第三定律。 状态函数与过程函数：内能、焓、熵、吉布斯自由能。 化学势的概念及其意义。 界面的定义与分类：表面、界面、体积。 界面张力、表面张力、界面能的概念。 界面结构与性质：界面层、界面缺陷。 第二章：表面张力与界面能 表面张力的热力学定义与测量方法。 Kelvin方程：液滴或气泡的曲率效应。 Gibbs吸附等温线与表面过量。 Laplace-Young方程：曲面压力差。 影响表面张力的因素：温度、浓度、吸附质。 界面能的计算与影响因素。 第三章：界面相平衡 纯物质的相平衡：固-液、液-气、固-气相平衡。 多组分体系的相平衡：相律的推广。 Gibbs相律在界面体系中的应用。 界面相变：界面诱导的相变、界面退火。 固-液界面上的溶解度：Ostwald-Freundlich方程。 第四章：吸附现象的热力学 吸附的定义与分类：物理吸附与化学吸附。 Langmuir吸附等温线及其热力学推导。 Freundlich吸附等温线。 BET（Brunauer-Emmett-Teller）吸附理论。 吸附热的测量与计算：吸附焓、吸附熵。 吸附在多相催化中的作用。 第五章：润湿与铺展现象 润湿的定义与分类：完全润湿、部分润湿、不润湿。 Young方程与接触角。 Wenzel模型与Cassie-Baxter模型：表面粗糙度对润湿的影响。 铺展系数与铺展过程的热力学。 润湿性的调控与应用：涂层、印刷、生物材料。 第六章：纳米界面热力学 纳米材料的界面性质：尺寸效应与曲率效应。 纳米颗粒的表面能与Ostwald-Ripening。 量子尺寸效应与界面能。 纳米界面的相变：熔点降低、玻璃化转变温度变化。 纳米界面在催化、电子器件中的应用。 第七章：界面扩散与迁移 界面的扩散机制：表面扩散、晶界扩散。 Fick定律在界面体系中的应用。 界面迁移与界面能驱动的迁移。 Kirkendall效应的热力学解释。 界面扩散在材料生长与退化中的作用。 第八章：特殊界面体系的热力学 溶液中的界面：电解质溶液界面、胶体与表面活性剂。 生物界面的热力学：细胞膜、蛋白质吸附。 多孔材料的界面热力学。 复合材料的界面行为。 第九章：界面现象的热力学在工程中的应用 材料制备与加工：焊接、烧结、薄膜沉积。 催化与分离工程：催化剂设计、吸附分离。 涂层与表面改性技术。 能源存储与转换：电池界面、燃料电池。 生物医学工程：药物递送、生物相容性材料。 第十章：研究方法与展望 实验测量技术：表面张力测量、接触角测量、XPS、AES、TEM等。 理论计算方法：分子动力学模拟、密度泛函理论（DFT）。 界面热力学研究的挑战与未来方向。 《热力学在界面现象中的应用》将是一部全面、深入且实用的著作，为读者理解和解决界面相关的科学与工程问题提供宝贵的理论工具和方法指导。

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这本书的封面设计简直是一场视觉盛宴，那种深邃的蓝色调，配上烫金的字体，一眼就能感受到它沉甸甸的学术分量。拿到手里，厚实的纸张和精装的装帧，让人有种翻开“圣经”的感觉。我最初是被这个名字吸引的——《热力学在表面现象中的应用》，听起来就充满了探索未知的魅力。我以为它会是一本晦涩难懂的教科书，但翻开第一章，那种清晰的逻辑和严谨的推导过程，瞬间就抓住了我的心神。作者似乎有一种魔力，能将那些抽象的分子间作用力和界面张力，描绘得如同眼前可见的景象。比如，书中对毛细现象的阐述，不是简单地抛出拉普拉斯方程，而是深入挖掘了液体与固体接触角背后的微观机制，那种对细节的执着，让人不禁拍案叫绝。我尤其欣赏它在理论构建上的完整性，它没有止步于宏观的描述，而是层层递进，直到深入到量子力学层面去解释键合能的变化，这种跨越尺度的叙述能力，绝对是顶尖水准。阅读的过程，就像是跟随一位经验老到的登山向导，一步步攀登知识的高峰，每一步都踏实、有力，让人心悦诚服。

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如果要用一个词来形容这本书的风格，那就是“精准的优雅”。它没有那些花哨的语言包装，每一个句子都像经过了千锤百炼的数学表达式，简洁、有力、信息密度极高。我发现自己不得不放慢阅读速度，因为稍不留神，就会错过一个关键的推导步骤或者一个重要的限制条件。作者的写作笔触非常冷静和客观，这对于一本纯粹的科学著作来说是极大的优点。然而，这种精准性也带来了一定的挑战——它要求读者必须对基础物理和化学有扎实的掌握。对于那些仅仅想了解“表面现象有什么用”的读者来说，这本书可能会显得有些“高冷”。但对于我们这些希望深入理解“为什么会这样”的科研工作者而言，它简直就是一本灯塔。它不仅提供了答案，更重要的是，它教会了我们提出更深刻问题的研究方法论。这本书的价值，将会在我未来的研究生涯中，持续不断地被印证和发掘出来。

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说实话，这本书的阅读体验，比起我读过的许多同类著作，简直是天壤之别。我习惯于在学习新知识时，总会遇到一些“知识断层”，前面对A的描述很清晰，但一到B，就开始使用一堆新的、未定义的符号，让人抓狂。然而，这本书的行文脉络异常流畅，作者非常体贴地为读者设计了一条清晰的学习路径。它似乎深知读者的困惑点在哪里，总能在关键的转折点给出详尽的背景铺垫和符号定义。特别是关于吉布斯自由能在地学界面上的应用那一章，作者巧妙地将宏观热力学定律与微观的电荷转移过程联系起来，用清晰的图表和插图将原本复杂的相图展示得井井有条。阅读这本书，你不会觉得你在“啃书”，更像是在进行一场高质量的学术对话。我甚至发现，书中的一些脚注信息都极具价值，它们往往指向一些我之前从未关注过的、但极其重要的早期文献，这极大地拓宽了我的知识边界。

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我最近一直在研究新型催化剂的活性位点，但总感觉对活性位点的能量学理解不够深入，直到我遇到了这本书。它的价值，绝不仅仅停留在理论介绍，而是体现在那些令人拍案叫绝的实际案例分析上。比如，书中关于异相催化中吸附热力学的章节，它不仅详细讲解了Langmuir和BET等经典模型，还引入了更先进的密度泛函理论（DFT）计算结果来验证表面缺陷对吸附强度的影响，这一点对于做应用研究的人来说，简直是如获至宝。我将书中的一些公式和模型应用到我正在进行的项目中，发现之前困扰我很久的产率波动问题，竟然能从能量不匹配的角度得到很好的解释。作者的叙述风格非常务实，没有过多渲染那些花哨的概念，而是直击核心，用数据和严密的逻辑说话。阅读时，我常常需要停下来，对照我的实验数据进行反思，这本书更像是一个高水平的“陪审团”，时刻检验着我研究的严谨性。它教会我的，不是简单地计算，而是如何用热力学的视角去“预判”材料的性能。

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这本书的难度是毋庸置疑的，它绝不是为初学者准备的“入门读物”，更像是为那些在相关领域已经摸爬滚打了一段时间的研究人员量身定做的“进阶宝典”。我花了将近一个月的时间才勉强读完一遍，其中很多涉及统计力学和非平衡态热力学的章节，我不得不反复研读，甚至需要借助其他辅助教材来巩固基础。但这投入的时间是值得的，因为它揭示了许多隐藏在表面现象背后的深刻原理。比如，书中对德拜-休克尔理论在电解质溶液界面层中的修正，那种对经典理论的批判性继承和发展，显示了作者深厚的学术功底和前瞻性的视野。我特别喜欢它探讨的那些“边缘地带”的问题，比如高曲率界面下的热力学效应，这些都是教科书里通常会略去，但在实际的纳米技术应用中却至关重要的部分。读完后，我的思维框架被彻底重塑了，看任何与“界面”相关的问题，都会不自觉地代入热力学的约束条件进行思考。

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