Теория теплоты, как и теория электричества, имеет два аспекта. Феноменологическая теория теплоты — термодинамика — оперирует такими понятиями макропира, как температура, количество теплоты и т. п. Эти величины непосредственно измеримы. Экспериментально установленные законы термодинамики имеют то преимущество, что они не опираются ни на какие гипотезы. С другой стороны, именно для законов термодинамики, таких, например, как закон возрастания энтропии, чувствуется потребность в более глубоком их обосновании.
Это обоснование дает статистическая теория, которая основана на атомистических представлениях и поэтому обладает большей наглядностью. В теории теплоты нередко бывает полезно взглянуть на существо излагаемого материала с точки зрения того и другого метода, но обычно термодинамическая и статистическая теории излагаются по отдельности. Это вовсе не означает, что между ними имеется непроходимая грань.
В книге систематически излагаются основы классической и квантовой статистической физики и термодинамики. По объему и уровню изложения книга соответствует курсам статистической физики и термодинамики, читаемым на III и IV четвертом курсах физических и физико-технических факультетов высших учебных заведений. Особенностью книги является то, что термодинамика выводится из статистического распределения. Это позволяет не только лучше усвоить и глубже понять термодинамику, но и установить границы её применения.
Развитая в книге общая статистическая теория применяется затем к широкому кругу вопросов: идеальным и неидеальным газам, твердому телу, фазовым превращениям, черному излучению, фотонам, электронам в металлах, флуктуациям, брауновскому движению и т.п.
Последняя глава посвящена основам теории неравновесных процессов, что несмотря на болезновное более глубокое понимание всего развнсоведн статистической физики.
Книга рассчитана и на студентов физическив и технич. специальностей выс. учебн ведомств желающих освежить и пополнить свои знания по статистической физике и термодинамике.
В книге по-новому решается проблема соотношения динамических и статистических закономерностей, раскрывается природа вероятности, обосновывается однозначность причинности и доказывается отличие дополнительности в квантовой механике от дополнительности в статистической физике.
Рассмотрены качественно различные виды смешения газов и предложено единообразное решение возникающих при этом парадоксов, приводится построение релятивистской термодинамики на основе методологического принципа простоты и в методологическом аспекте излагается общерелятивистская термодинамика. Предназначена для студентов и аспирантов университетов.
«Термодинамика» Энрико Ферми — одного из величайших физиков современности — представляет собой исключительно интересно построенный и глубоко оригинальный курс этой науки.
Отличающаяся высокими методическими достоинствами книга хорошо передает творческую индивидуальность Ферми — теоретика, экспериментатора, лектора. Она несомненно привлечет внимание не только специалистов, но и широкого круга лиц, интересующихся физикой.
Предлагаемый вниманию читателей сборник посвящен второму принципу термодинамики в его историческом развитии, причем особенное внимание уделено его статистическому истолкованию.
Так как основная задача сборника заключается в том, чтобы читатель по первоисточникам мог ознакомиться с развитием одного из основных законов современного естествознания и притом сделать это с возможной меньшей затратой труда, мы умышленно в некоторых частях брали не первые оригинальные труды самих основателей второго начала термодинамики, а ими же самими составленные обзоры более позднего периода, которые в смысле изложения отличаются большими достоинствами по сравнению с оригинальными статьями, появлявшимися в текущей журнальной литературе, и изучение которых сопряжено с большими трудностями.
Книга содержит простое изложение курса термодинамики и некоторых ее приложений. Отличие настоящей книги от других курсов термодинамики состоит в том, что авторы в некоторой степени отошли от обычного дедуктивного построения курса и начинают с общих сведений о теплоте, необходимых для дальнейшего изложения.
От читателя требуется лишь знакомство с общей физикой и минимальные сведения из математического анализа. Поэтому книга доступна и будет полезна читателям, впервые приступающим к изучению термодинамики.
Построение курса довольно обычное. После изложения первого и второго законов термодинамики (гл. 1, 2) авторы рассматривают условия равновесия, термодинамические потенциалы и преобразования термодинамических переменных (гл. 3—5).
Далее в гл. 6, 7 даны приложения термодинамики к системам с переменной массой и химическому равновесию. В гл. 8 излагается третий закон термодинамики (теорема Нернста). В гл. 9 рассматривается приложение термодинамики к системам во внешнем поле.
Книга снабжена довольно большим числом задач с решениями, которые являются органической частью основного текста.
Предлагаемый конспект составлен по лекциям, читаемым во втором семестре на физическом факультете ЛГУ. Основное его назначение — сэкономить существенную часть времени, уходящего на лекционную запись, что позволит увеличить время на комментарии и обсуждение многих вопросов курса. Это представляется особенно существенным для тех экспериментальных студенческих потоков, на которых курс физики читается в том же объеме, но за половинное время.
При подготовке второго издания книга подверглась некоторой переработке. Помимо чисто редакционных изменений, некоторого сокращения отдельных мест, исправления замеченных опечаток, заменены некоторые параграфы первого издания новыми. Из числа наиболее существенных изменений следует упомянуть введение основных идей термодинамики необратимых процессов и ее применение к теории термоэлектрических явлений и краткое изложение применения статистической физики к теории электронного газа в полупроводниках.
При подготовке второго издания к печати мне оказывали большую помощь кандидат физ.-мат. наук Л. Л. Коренблит и ассистент И. В. Даховский, которым выражаю за это свою искреннюю признательность.
Учебное пособие содержит задачи по курсу термодинамики, подобранные в соответствии с программой. Ко всем задачам даны ответы, а к наиболее сложным — подробные решения.
Для второго издания книга подверглась существенной переработке и расширению. Исправлен ряд упущений и неточностей первого издания. В большинство параграфов введены задачи.
Мы сочли нецелесообразным приводить решения задач, как по соображениям, связанным с объемом книги, так и потому, что самостоятельное решение задач приносит значительно больше пользы, нежели усвоение приведенных в книге решений. Поэтому мы дали ответы к большинству задач и лишь к некоторым задачам краткие указания.
