Molecular Physical Chemistry for Engineers pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Johnson, J. Karl

出品人:

页数:482

译者:

出版时间:

价格:$ 103.96

装帧:

isbn号码:9781891389276

丛书系列:

图书标签:

• 物理化学
• 分子物理
• 工程化学
• 化学工程
• 热力学
• 量子化学
• 统计力学
• 材料科学
• 化学动力学
• 界面化学

好的，这是一份关于《Molecular Physical Chemistry for Engineers》的图书简介，内容将专注于该书可能涵盖的主题，但不会包含任何关于您提到的书的实际内容。 --- 《工程分子物理化学导论》 深入理解材料与过程的微观基础 在现代工程领域，从先进材料的开发到复杂化学过程的设计与优化，对物质在分子层面的行为的理解已成为核心竞争力。本书《工程分子物理化学导论》旨在为工程专业的学生和从业人员提供一个坚实的理论框架，使他们能够将宏观的工程现象与微观的分子动力学和热力学原理联系起来。本书摒弃了纯粹理论物理化学的繁复数学推导，聚焦于那些直接服务于工程实践的关键概念和应用。 本书的结构围绕三个核心支柱构建：分子热力学、反应动力学与界面科学。通过这种结构，我们期望读者不仅能“知道”这些现象是如何发生的，更能“理解”为什么会发生，并最终学会如何预测和控制它们。 第一部分：分子热力学——能量、平衡与构型 工程系统本质上是对能量和物质流动的控制。本书首先建立起理解这些宏观过程的基础——热力学，但视角完全从分子层面切入。我们探讨如何通过统计力学原理来推导和解释经典热力学定律。 重点内容包括： 1. 统计力学基础与配分函数（Partition Functions）： 介绍如何利用配分函数来描述体系中粒子的能量分布，并以此计算宏观热力学量，如内能、熵和吉布斯自由能。我们将详细分析平动、转动和振动能级对宏观热力学性质的贡献，这对于理解不同温度下气体的性质至关重要。 2. 分子间作用力（Intermolecular Forces）： 深入剖析范德华力、氢键、偶极-偶极相互作用等在决定物质聚集态（固态、液态）中的作用。这部分内容直接关联到材料的粘度、表面张力、相变温度的预测，对流体流动和混合过程的设计具有指导意义。 3. 溶液的热力学与非理想行为： 针对化工、材料和生物工程中常见的混合体系，本书将讲解偏摩尔量、活度（Activity）的概念，并介绍如范德华方程（EoS）和基于分子构型的格点模型，用以更精确地描述高压或高浓度的非理想溶液行为，例如在萃取、精馏过程中的应用。 第二部分：化学反应动力学——速率、机制与催化 在工程实践中，我们不仅关心反应是否能发生（热力学），更关心反应发生的快慢（动力学）。本部分致力于将反应速率的微观起源与宏观反应器设计联系起来。 核心章节包括： 1. 碰撞理论与过渡态理论（TST）： 从分子碰撞的视角审视速率常数的确定。过渡态理论（TST）的详细阐述，包括其基本假设和对活化能（Activation Energy）的解释，为理解反应能垒提供了量子力学基础。 2. 反应速率方程的构建与应用： 系统梳理零级、一级、二级反应的积分形式，并特别关注非均相反应和复杂反应网络的处理方法。我们强调如何通过实验数据拟合来确定反应机理。 3. 催化作用的分子图像： 催化剂是现代化学工业的基石。本节将深入探讨非均相催化中，反应物分子如何在催化剂表面吸附、反应和解吸的过程。重点分析吸附的类型（物理吸附与化学吸附）、覆盖度和表面覆盖度对反应速率的控制，为选择和设计高效催化剂提供理论指导。 4. 光化学与电化学过程的动力学： 针对新能源和环境工程领域，本书引入了光诱导反应和电化学界面的动力学分析，阐释光子吸收、电子转移过程中的能量传递机制。 第三部分：界面与表面现象——工程控制的关键节点 在许多重要的工程操作中，物质的交换和反应往往发生在界面的两相（固-液、液-气、固-气）接触面上。对界面张力、润湿性和表面扩散的理解，是控制乳化、起泡、腐蚀和薄膜沉积的关键。 本部分内容涵盖： 1. 表面张力与界面能： 解释表面张力产生的根本原因——分子环境的不对称性。探讨吉布斯吸附等温线，用于量化表面活性剂在界面上的富集行为。 2. 吸附与脱附的分子机制： 对朗缪尔（Langmuir）、弗罗因德里希（Freundlich）等经典吸附等温线进行分子层面的推导和批判。特别关注气体在固体表面上的多层吸附行为。 3. 电化学界面： 关注双电层结构、电荷转移过程。这部分内容对于理解电池、电容器、电镀和电化学传感器的性能至关重要。 4. 聚合物溶液的分子物理化学： 考虑长链分子在溶液和界面上的行为，如粘弹性、构象变化，这对于材料加工和流变学应用具有直接的工程意义。 面向应用的学习路径 本书的编写始终坚持“从分子到宏观”的教学理念。每一章都配有丰富的“工程案例分析”，这些案例（如晶体生长控制、高效分离膜的设计、反应器失活分析等）将理论概念与实际工程难题紧密结合。通过精心设计的习题，读者将被引导去运用统计力学工具来解决涉及温度、压力和组分变化的定量问题。 目标读者 《工程分子物理化学导论》是化学工程、材料科学与工程、机械工程（涉及热力学和流体）以及环境工程等专业高年级本科生和研究生的理想教材。它也是帮助工程师在职业生涯中更新知识，将最新的微观理解应用于复杂系统优化的重要参考书。掌握本书内容，将使用户能够以更深刻的、基于第一性原理的方式来应对工程挑战。

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作为一名长期从事材料合成的工程师，我最看重的是工具书的“可用性”和“参考价值”。翻阅这本书，我发现它在结构设计上极具匠心，每一个核心概念后面几乎都紧跟着一个“工程应用案例分析”的小节。比如，它在讨论界面张力与吸附理论时，不仅仅停留在热力学平衡态的描述，而是巧妙地引入了分子动力学模拟在预测表面改性效果上的潜力。这种“理论指导实验，实验反哺理论深化”的闭环思维贯穿始终。对于我们实际操作人员来说，最怕的就是那些纯粹的数学公式堆砌，让人抓不住重点。但这本书的作者显然深谙此道，他非常擅长用清晰的文字来阐释复杂的物理图像，使得那些原本抽象的量子效应，也能被转化为可供工程设计参考的参数。我个人认为，它在连接基础物理化学原理与实际反应器设计、催化剂优化之间的鸿沟方面，做得非常出色。

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这本书的写作风格非常“英式”，那种略带幽默感但又极其克制的叙事方式，让我在长时间的阅读中保持了清醒的注意力。不像某些美式教材那样追求过度简化的口语化，它始终保持着一种恰到好处的学术距离感，既不至于高高在上，也绝不含糊其辞。我尤其注意到它在引用前沿研究成果时的审慎态度，它不会盲目追逐热点，而是将重点放在那些已经被时间检验、确立了基础地位的理论模型上。例如，在讨论化学反应速率论时，过渡态理论的介绍详尽而深入，并且清晰地界定了其适用范围和局限性，这对于培养批判性思维至关重要。此外，书中的插图质量极高，不仅仅是美观，更是功能性的，许多三维结构示意图和能量曲面图，比文字描述更能直击问题的核心，让那些原本难以想象的分子间相互作用变得触手可及。

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这本书给我最大的冲击在于它对“工程思维”的重塑作用。很多工程师在学习物理化学时，会感觉理论与实践脱节，认为热力学常数和速率常数是实验室里才能得到的东西。然而，这本书通过对大量宏观现象（比如粘度、扩散系数、相变速率）的分子层面的溯源分析，生动地展示了微观粒子行为如何决定了我们工程设计中的所有参数。比如，它对溶液中溶剂化效应的讨论，直接关联到电化学池的性能优化；对晶体生长动力学的阐述，也为材料的形貌控制提供了理论指导。它的章节逻辑并非简单的线性展开，而是充满了交叉引用和知识点的回响，仿佛一个巨大的知识网络，促使读者必须主动去构建各个模块之间的联系。读完这本书，我感觉自己看待化工过程的方式不再是停留在“黑箱”操作层面，而是真正开始理解“里面到底发生了什么”，这对于解决实际工程难题的创新性思路的产生，无疑具有极大的启发作用。

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说实话，我被这本书的深度和广度着实震撼了一下。当我翻到关于分子光谱学和化学键合理论的那几章时，我立刻意识到，这绝对不是一本面向初级本科生的入门读物，它更像是为高年级学生或研究生量身定制的“武器库”。作者在解释薛定谔方程及其在复杂体系中的近似求解方法时，所采用的数学推导极其严密，几乎没有跳跃式的步骤，每一步都有清晰的逻辑支撑。我特别喜欢他引入的那些经典的、教科书级别的例子，比如对理想气体和真实气体的分子行为的精细刻画，这些细节的铺陈，极大地增强了理论的直观性。更难得的是，它似乎没有回避那些工程领域中常遇到的非理想情况和非平衡态问题，而是试图从最底层的分子运动论去解释宏观现象的偏差来源。这种自上而下，又从底层逻辑进行验证的写作手法，体现了作者深厚的学术功底和严谨的治学态度。

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这本书的装帧设计确实很考究，拿到手的时候，那种厚重感和纸张的质感就让人感觉这是一本“硬核”的专业著作。我尤其欣赏封面上那种简约又不失科技感的排版，虽然名字听起来很学术化，但整体视觉效果却很沉稳，符合工程类教材应有的严谨气质。从目录上看，内容覆盖了从基础的热力学、量子力学原理到更深入的反应动力学和材料科学中的分子层面分析，条理清晰，脉络分明。这对于初学者来说，无疑是一个极好的导览图，能让人迅速建立起一个完整的知识框架。我特别关注了其中关于统计热力学和输运现象的部分，感觉作者在处理这些复杂的数学模型时，似乎非常注重与工程实际应用的结合点，这比单纯的理论推导要实用得多。整体来看，这本书的知识密度很高，但通过清晰的章节划分和详尽的图表说明，应该能有效降低读者的学习门槛。我期待后续阅读中能真正体会到它在连接“分子”与“工程”之间的桥梁作用。

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