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出版者:

作者:Sadek, Hassan A.

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:16

装帧:

isbn号码:9781412025171

丛书系列:

图书标签:

• 生物信息学
• 计算生物学
• 基因组学
• 蛋白质组学
• 序列分析
• 算法
• 数据挖掘
• 生物统计学
• 系统生物学
• 进化计算

好的，这是一份关于一本名为《经典热力学原理与应用》的图书的详细简介，内容不涉及任何关于生物信息学（Bioinformatics）的内容。 --- 《经典热力学原理与应用》 作者： [此处留空，或想象一位资深物理学家/化学工程师的名字] 出版社： [此处留空，或想象一家权威学术出版社的名称] 页数： 约 850 页 图书概述 《经典热力学原理与应用》是一部全面、深入且具有高度实践指导意义的教科书与参考手册。本书旨在系统阐述经典热力学的基本公设、核心定律以及由此衍生出的各种重要的热力学关系式，并辅以大量贴近工程实际和基础科学研究的经典案例与习题。 本书的编纂严格遵循科学的逻辑体系，从宏观现象的观察出发，逐步构建起严谨的理论框架，强调从基本原理到具体应用之间的无缝衔接。它不仅是高等院校热力学课程的标准教材，更是一本供化学工程师、机械工程师、材料科学家以及物理学研究人员案头常备的权威工具书。 核心内容与结构（共七大部分） 本书被划分为七个相互关联的逻辑部分，覆盖了从基础概念到高级应用的完整体系。 第一部分：热力学基础与基本概念 本部分是全书的基石，详细定义了热力学研究的基本对象和工具。 1. 热力学系统与环境： 明确区分了孤立系统、封闭系统和开放系统，深入探讨了相的概念、纯净物和混合物。 2. 热力学状态与过程： 详细阐述了状态变量（如温度、压力、体积）与非状态函数的区别，并定义了等温、等压、绝热、等容等基本过程的数学描述。 3. 温度、热量与功： 引入温度的微观本质，精确定义了热量（$Q$）和功（$W$）作为能量传递形式的特性，特别是边界功的计算方法。 第二部分：热力学第一定律——能量守恒 本部分专注于能量的定量分析，这是所有工程热力学计算的核心。 1. 内能（U）： 首次引入内能作为状态函数的概念，并推导出其微分形式。 2. 第一定律的表述： 严格证明了 $Delta U = Q + W$，并将其应用于循环过程和非循环过程的分析。 3. 焓（H）的引入与应用： 定义了焓，并着重讨论了在等压过程中的应用，特别是在流体流动系统（控制体积分析）中的重要性。 4. 能量衡算： 详细讲解了稳态和非稳态下的能量守恒方程，并结合锅炉、涡轮机、热泵等典型设备进行实例分析。 第三部分：热力学第二定律——熵与过程方向性 本部分将热力学带入了不可逆性的领域，是理解自然过程极限的关键。 1. 热力学第二定律的表述： 从克劳修斯和开尔文-普朗克表述出发，建立第二定律的普适性。 2. 熵（S）与不可逆性： 严格推导出熵作为状态函数的特性，并确立了 $Delta S_{总} geq 0$ 的判断准则。 3. 可逆过程与卡诺循环： 深入分析了理想的卡诺循环，证明了其是任何热机效率的上限，并讨论了热效率的计算。 4. 第三定律： 阐述了绝对零度时的熵值概念及其在化学平衡中的意义。 第四部分：热力学第三定律与基本关系式 本部分侧重于从第一、第二定律推导出的、用于计算和预测的强大数学工具。 1. 麦克斯韦关系式： 详细推导了基于亥姆霍兹自由能、吉布斯自由能、内能和焓的四个基本麦克斯韦关系式，并展示它们如何将难以测量的量转化为可测量或易于计算的量。 2. 热力学性质的计算： 讲解如何利用比热容、膨胀系数和压缩系数来计算物质在非理想状态下的性质变化。 3. 焦耳-汤姆孙效应与节流过程： 深入分析等焓膨胀过程，解释了气体冷却效应的物理基础。 第五部分：热力学平衡与相变 本部分聚焦于物质的宏观平衡状态，特别是多相平衡。 1. 相律： 阐述了吉布斯相律 ($F = C - P + 2$) 的推导及其在单组分和多组分系统中的应用。 2. 气-液平衡： 详细讨论了饱和压力、沸点图的构建，并引入了范德华方程等状态方程在描述临界现象中的作用。 3. 克劳修斯-克拉佩龙方程： 应用此方程精确计算相变过程中的热力学量，如气化潜热。 第六部分：化学热力学基础 本部分将热力学原理应用于化学反应和平衡分析。 1. 化学反应的热效应： 定义了标准生成焓、反应焓，并讨论了温度对反应热的影响（基希霍夫定律）。 2. 化学势与吉布斯自由能： 阐述化学势 $mu$ 在多相、多组分系统中的核心地位，以及 $Delta G$ 作为反应自发性判据的严格含义。 3. 化学平衡的计算： 严格推导了平衡常数 ($K_p, K_c$) 与标准吉布斯自由能 ($Delta G^circ$) 之间的关系，并讨论了温度和压力对平衡位置的影响。 第七部分：高级应用与扩展 本部分将理论应用于更复杂的工程问题。 1. 气体混合物的热力学： 探讨理想气体混合物的性质，并初步引入偏摩尔量（Partial Molar Quantities）的概念，为溶液热力学打下基础。 2. 非理想气体与残余性质： 介绍如何使用压缩因子 $Z$ 来量化气体的非理想性，并利用残余性质来简化高压下的计算。 3. 热力学循环的效率优化： 结合实际的热力学循环（如朗肯循环、布雷顿循环），运用熵增原理分析能量损失，并提出提高效率的工程途径。 本书特色 1. 严谨性与直观性的平衡： 每一条定律和公式的推导都力求数学上的严密性，同时配以清晰的物理图像解释，避免抽象化。 2. 丰富的工程实例： 全书穿插了大量来自动力学、制冷、化工分离等领域的真实案例，帮助读者理解“热力学为什么重要”。 3. 详尽的习题设计： 每章末尾均设有不同难度层次的习题，从基础概念检验到复杂的工程计算，是检验学习成果的绝佳工具。 4. 标准化的符号系统： 遵循国际公认的热力学符号惯例，便于读者与国际学术文献接轨。 《经典热力学原理与应用》是一部跨越基础学习与专业研究的桥梁之作，它将引导读者深刻理解能量、熵和平衡的宇宙基本法则，并熟练运用这些法则解决现实世界中的复杂工程与科学难题。

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从实用性的角度来看，这本书的价值简直是超乎想象的，它绝不是停留在理论的云端空谈。书中穿插了大量来源于真实研究场景的“实战笔记”和“调试技巧集锦”，这些内容对于任何想将理论付诸实践的人来说，都是无价之宝。我尤其喜欢其中关于数据清洗与预处理的那一章，作者没有给出放之四海而皆准的“标准流程”，而是非常坦诚地讨论了不同类型数据源的“陷阱”以及应对这些陷阱时所需要具备的批判性思维。这种“授人以渔”而非“授人以鱼”的教学理念，让这本书的生命力远超一般教材。它鼓励读者去质疑、去尝试、去从错误中学习，而不是机械地模仿书中的每一个步骤，真正培养了读者的独立解决问题的能力。

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这本书的装帧设计简直是一场视觉盛宴，硬壳的触感温润而厚重，仿佛捧着一本跨越世纪的古籍，但内页的排版却又充满了现代的清爽感。作者对细节的考究令人惊叹，每一个章节的标题都经过精心雕琢，字体选择的粗细和间距拿捏得恰到好处，即便是初次接触复杂概念时，眼睛也不会感到疲劳。更让我欣赏的是，插图不再是那种枯燥乏味的流程图，而是融入了大量艺术化的元素，将抽象的算法比喻成了流动的溪流或精密运转的钟表结构，使得原本可能让人望而生畏的理论，瞬间变得具象化和可亲近。阅读的过程，就像在进行一场精心策划的艺术鉴赏之旅，每一个转折都充满了期待。这本书的重量，拿在手里沉甸甸的，这绝不仅仅是纸张的重量，更是其中蕴含的知识的厚度，让人忍不住想花上足够的时间，细细品味其中的每一处用心良苦。

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我得说，这本书的叙事节奏把握得极高明，完全不像某些工具书那样平铺直叙、干巴巴地堆砌事实。作者似乎深谙“讲故事”的魅力，总能在关键时刻抛出一个悬念或者一个极具启发性的案例，牵引着读者的好奇心向前迈进。尤其是在探讨那些跨学科的融合点时，作者的笔触显得尤为灵动，他不是简单地罗列“A加B等于C”，而是会深入剖析这个结合是如何在历史的偶然和必然中形成的，中间经历了哪些思想的碰撞与挣扎。这种叙述方式极大地提高了阅读的沉浸感，让我常常在不经意间就读到了深夜，完全忘记了时间的流逝，感觉自己不是在“学习”，而是在跟随一位博学的向导，探索一个宏大而迷人的未知领域。书中对历史脉络的梳理清晰有力，总能将那些零散的概念串联成一张逻辑严密的网。

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我关注这本书很久了，主要原因在于它展现出的那种极强的时代前瞻性。它不是对已有的知识进行简单的总结归纳，而是在不断地探索和预判学科未来的发展方向。书中对于新兴技术和方法的讨论，都保持着一种审慎的乐观态度，既指出了潜力，也毫不避讳地揭示了当前局限性。特别是对于伦理边界和数据隐私的探讨部分，内容之深刻和视角之全面，让我深感震撼。作者似乎拥有跨越时间维度的洞察力，总能精准地指出当前研究热点背后的潜在隐患和未来的突破口。阅读这本书，感觉就像是站在时代的最前沿，接收到一份来自未来的、经过深思熟虑的战略蓝图，极大地拓宽了我对这个领域边界的想象空间。

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这本书的语言风格，在严肃性和可读性之间找到了一个近乎完美的平衡点。它没有刻意去迎合初学者的认知水平，保持了学术探讨应有的严谨性，很多专业术语的引入都非常自然且富有逻辑梯度。然而，最让我赞叹的是，在面对那些极其复杂的数学模型或生物学机制时，作者总能用一种近乎散文诗般的笔触进行阐释，虽然文字本身是高度凝练的，但其背后的意境却是极其开阔的。这种高低起伏的语言张力，使得每一次阅读体验都不尽相同，初读时可能只是理解了表层的逻辑，再读时则能品味出更深层次的哲学意味。它成功地避免了那种“一本正经地念叨定义”的沉闷感，让知识的传递过程本身成为一种享受。

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