广延不可逆热力学

从热力学的观点就有序无序而论,可以把物质体系分为两类:一类不需要和外界环境进行物质和能量的交换,即在孤立的条件下和在平衡的条件下得以维持其结构。另一类体系只有通过和外界环境进行物质和能量的交换,在非平衡条件下才得以维持并呈现出宏观范围的时空有序。经典热力学只能对第一类体系做出解释和预言,因此必须从封闭体系推广到敞开体系。热力学的这种推广,形成了一门新的学科――不可逆过程热力学。对非平衡态和不可逆过程作定量的描述,就是不可逆过程热力学(或非平衡态热力学)的内容和任务。不可逆过程热力学虽然在理论系统上还不够完善和成熟,但有广阔的前景,已经在一些领域中得到了应用,如扩散、热传导、热电效应、化学反应和电极过程等,特别是生物体系的应用更为广阔。

本书是一本优秀的、能够代表日新月异的不可逆过程热力学发展水平的专著,收集了本领域各版本相关时段的上百篇的有代表性的学科成果。与其书名中的“广延”一词对应,本书在内容上更加强调对“非平衡态”的开拓性的描述,即相比与经典热力学更加丰富的自变量,例如热通量,熵通量等。从1988年第一版问世以来,广受好评,已成为学科公认的经典教材之一。本书为第四版,新增了从上一版(2001年)至今的新材料、新应用及新的理论发展的相关内容,并对以前的一些内容,如公式的物理意义、边界条件的表述等做了重排使之更为规范易懂。

本书的内容共分三大部分。第一部分一般性理论,包括第1-3章:1.经典的、理性的、汉密尔顿体系的非平衡态热力学;2.广延不可逆热力学:演化方程;3.广延不可逆热力学:态的非平衡方程。第二部分微观基础理论,包括第4-8章:4.气体动力学理论;5.波动理论;6.信息理论;7.线性响应理论;8.计算机模拟。第三部分精选应用,包括第9-18章:9.刚性导体中的双曲型热传导;10.微,纳系统中的热传导;11.流体中的波:声波、超声波和激波;12.广义流体力学;13.非典型扩散、热扩散和悬浮液;14.电气系统和微型器件模型的建立;15.从热弹性固体到流变材料;16.剪切流动下的聚合物溶液热力学;17.具有相对论性质的表述;18.粘性宇宙模型和宇宙论的观点。

作者David Jou是公立巴塞罗那自治大学物理系教授,也是加泰罗尼亚研究所科学与技术部门的成员之一。

本书内容丰富,适合物理、化学、工程学、生物学及材料学等学科师生及研究人员参考。