本书是在第一版的基础上，根据教学需要，结合读者使用此书的建议和意见，修订而成的。本书第一版是教育部“面向２１ 世纪教学内容和课程体系改革计划”的研究成果，是面向２１ 世纪课程教材；原书在结构上有较大的变化，在内容上有较大的更新，在用现代观点审视教学内容、向当代前沿开设窗口和接口、培养物理直觉能力等方面有较大的改革。这次修订保持了原书的上述特色，除订正了一些错误外，主要的修改在第二章中的量子统计分布。修订时删去一些太深的内容，更多地采用定性半定量的方法，突出物理图像。此外，书后还增补了习题答案。本书包括热学基本概念和物质聚集态、热平衡态的统计分布律、热力学第一定律、热力学第二定律、非平衡过程等五章和两个数学附录。

本书可作为高等学校物理类专业的教材或参考书，特别适合物理学基础人材培养基地选用。对于其它理工科专业，本书也是教师备课时很好的参考书和优秀学生的辅助读物。

前辅文
第一章 热学基本概念和物质聚集态
  § 1.温度
   1.1 温度计和温标
   1.2 热力学第零定律
   1.3 理想气体物态方程和理想气体温标
   1.4 温度大观
  § 2.热量及其本质
   2.1 量热学 热质说与热动说
   2.2 原子论
   2.3 分子力与分子运动
  § 3.物质聚集态随状态参量的转化与共存
   3.1 闭合系的 p -V-T 曲面
   3.2 等温线 多相共存
   3.3 p -T 三相图
  § 4.气 体
   4.1 气体的微观模型和温度的微观意义
   4.2 理想气体压强公式
   4.3 理想气体定律的推导
   4.4 实际气体
  § 5.固 体
   5.1 晶体结构
   5.2 非晶态与准晶态
   5.3 固体中分子的热运动
  § 6.化学键
   6.1 离子键
   6.2 共价键
   6.3 金属键
   6.4 范德瓦耳斯键
   6.5 氢键
  § 7.液 体
   7.1 液体 ——— 稠密的实际气体
   7.2 液体 ——— 濒临瓦解的晶格
   7.3 表面张力的由来
  本章提要
  思考题
  习题
第二章 热平衡态的统计分布律
  § 1.麦克斯韦速度分布律
   1.1 统计规律与分布函数的概念
   1.2 速度空间与速度分布函数
   1.3 麦克斯韦分布律的导出
   1.4 方均根速率
   1.5 平均速率
   1.6 泻流速率
  § 2.玻耳兹曼密度分布
   2.1 等温气压公式
   2.2 玻耳兹曼密度分布律
   2.3 麦克斯韦-玻耳兹曼能量分布律
  § 3.能均分定理与热容量
   3.1 自由度
   3.2 能量按自由度均分定理
   3.3 理想气体的热容量
   3.4 固体的热容量
  § 4.量子气体中粒子按能级的分布
   4.1 能级与量子态
   4.2 麦克斯韦-玻耳兹曼分布
   4.3 H 定理
   4.4 能级的离散性对热容量的影响
   4.5 玻色-爱因斯坦分布和费米-狄拉克分布
  § 5.费米气体
   5.1 T =0 K 时的简并费米气体
   5.2 T > 0 K 时的简并费米气体
   5.3 粒子之间的量子关联与量子简并
   5.4 金属中的自由电子气
   5.5 白矮星
   5.6 中子星
  § 6.玻色气体
   6.1 简并玻色气体的化学势 玻色-爱因斯坦凝聚
   6.2 激发态上的粒子数与能量
   6.3 从液氦的 λ 相变到理想气体 BE 凝聚的实现
   6.4 光子气体
  § 7.宏观态的概率和熵
   7.1 宏观态的概率
   7.2 玻耳兹曼熵关系式
   7.3 信息熵与遗传密码
  本章提要
  思考题
  习题
第三章 热力学第一定律
  § 1.从能量守恒到热力学第一定律
   1.1 能量守恒定律的建立
   1.2 广义功
   1.3 内能是个态函数
   1.4 热力学第一定律的数学表述
   1.5 准静态过程
  § 2.气体的热容量 内能和焓
   2.1 热容量 焓
   2.2 焦耳实验及其改进
   2.3 焦耳-汤姆孙效应
   2.4 节流膨胀液化气体
   2.5 化学反应热和生成焓
  § 3.热力学第一定律对理想气体的应用
   3.1 等温过程
   3.2 绝热过程
   3.3 大气的垂直温度梯度
   3.4 多方过程
  § 4.循环过程和卡诺循环
   4.1 循环过程
   4.2 理想气体卡诺循环及其效率
  本章提要
  思考题
  习题
第四章 热力学第二定律
  § 1.热力学第二定律的表述和卡诺定理
   1.1 自然现象的不可逆性
   1.2 热力学第二定律的语言表述
   1.3 卡诺定理
   1.4 热力学温标
   1.5 历史性的回顾
  § 2.卡诺定理的应用
   2.1 内能和物态方程的关系
   2.2 克拉珀龙方程及其在相变问题上的应用
  § 3.克劳修斯不等式与熵定理
   3.1 热力学第二定律的数学表述 ——— 克劳修斯不等式
   3.2 熵是态函数
   3.3 熵的计算
   3.4 熵增加原理
   3.5 热力学熵与玻耳兹曼熵的统一
  § 4.关于热力学第二定律的若干诘难和佯谬
   4.1 洛施密特的诘难
   4.2 策尔梅洛的诘难
   4.3 吉布斯佯谬
   4.4 麦克斯韦妖与信息
  § 5.热平衡与自由能
   5.1 孤立系的热平衡判据
   5.2 定温定体条件下的热平衡判据 亥姆霍兹自由能
   5.3 定温定压条件下的热平衡判据 吉布斯自由能
   5.4 物体系内各部分之间的平衡条件
   5.5 范德瓦耳斯气液相平衡
   5.6 混合气体的化学平衡
  § 6.连续相变 超流
   6.1 有序-无序转变
   6.2 朗道二级相变理论
   6.3 液氦的超流现象
   6.4 唯象的二流体模型
   6.5 准粒子(元激发)的概念
  本章提要
  思考题
  习题
第五章 非平衡过程
  § 1.近平衡态弛豫和输运过程
   1.1 经验定律
   1.2 平均自由程与碰撞频率
   1.3 分子自由程的概率分布
   1.4 从量纲看输运系数
   1.5 初级气体动理论
   1.6 与实验的比较
   1.7 稀薄气体中的输运过程
  § 2.涨落 关联 布朗运动
   2.1 涨 落
   2.2 临界点的涨落
   2.3 布朗运动
   2.4 时间关联与涨落回归假说
  § 3.分 形
   3.1 分形与分形维数
   3.2 布朗粒子轨迹的分形维数
   3.3 分形生长
   3.4 逾 渗
  § 4.线性不可逆过程热力学
   4.1 局域热平衡概念
   4.2 熵流与熵产生
   4.3 输运过程的熵产生
   4.4 化学反应的熵产生
   4.5 广义流和广义力
   4.6 最小熵产生原理
   4.7 线性区耗散结构之不可能
  § 5.耗散结构
   5.1 化学振荡与螺旋波
   5.2 图灵斑图
   5.3 贝纳尔对流
   5.4 耗散结构的特征
  § 6.生命与生态环境
   6.1 生命的热力学基础
   6.2 地球生态环境的辐射收支与负熵流
   6.3 地球表面的温度与温室效应
   6.4 水是生命之源
   6.5 盖娅假说与新自然观
   6.6 地外生命与地外文明问题
  § 7.热宇宙模型
   7.1 大爆炸和决定早期宇宙历史的两个判据
   7.2 几个里程碑
   7.3 微波背景辐射的发现
   7.4 膨胀宇宙中的辐射与物质的热力学
   7.5 膨胀宇宙中的辐射与物质的动力学
   7.6 星系的形成
   7.7 热寂说的终结
  本章提要
  思考题
  习题
数学附录
  A.高斯积分
  B.误差函数
习题答案
索引

面向21世纪课程教材

面向21世纪教材，2007年度普通高等教育精品教材