分子热力学

第一章 分子热力学的统计基础
1.1 分子热力学的基本假定
1.2 微观运动状态
一、经典力学的运动状态，相空间和相轨线
二、量子力学的运动状态，量子态
1.3 统计系综和热力学公式
一、统计系综的分类
二、微正则系综及其热力学公式
三、正则系综及其热力学公式
四、巨正则系综及其热力学公式
1.4 近独立非定域子系的量子统计
一、3种统计的异同
二、Bose-Einstein统计
三、Fermi-Dirac统计
四、电子气的微观运动状态和它对热容的影响
1.5 偏差与涨落现象
一、体系中的能量涨落
二、体系的分子数涨落
三、理想气体的密度涨落和体积涨落
参考文献
第二章 分子间相互作用
2.1 分子间相互作用的性质和实验测定
一、分子间相互作用的本质
二、长程作用势能和短程作用势能
三、分子间势能的实验测定
2.2 静电能
一、偶极矩和多极矩
二、静电能
2.3 诱导能
2.4 色散能
一、量子力学微扰理论
二、Drude振子模型
三、3分子的色散能
一、Heitler-London价键理论处理
2.5 短程作用势能
二、分子轨道理论处理
三、模型计算法
四、计算结果
2.6 双体势能模型和解析函数
一、硬球分子模型
二、LJ势能模型
三、Morse势能模型
四、多调节参量的势能模型
五、非球形分子模型
2.7 经典弹性散射
一、经典弹性碰撞的质心坐标系
二、撞击参量和有效势能
三、轨线偏转函数和微分散射截面
五、从轨线偏转函数求体系的势能
四、从微分散射截面求轨线偏转函数
2.8 量子弹性散射
一、经典散射理论的缺陷
二、量子弹性散射
参考文献
第三章 径向分布函数
3.1 位形配分函数和b积分
一、位形配分函数
二、b积分
3.2 径向分布函数
3.3 位形配分函数与热力学函数关系
一、内能
二、压力
三、等温压缩系数
3.4 径向分布函数的实验测定
一、X射线的散射
二、慢中子散射
3.5 径向分布函数的近似理论
一、Kirkwood选加近似
二、BG方程和Kirkwood方程
三、OZ方程
四、HNC方程和PY方程
3.6 径向分布函数的精确理论
一、几率密度函数
二、径向分布函数
3.9 非球形分子的径向分布函数
一、非球形分子的势能和第二virial系数
二、非球形分子的径向分布函数和角度分布函数
三、非球形分子的角度相关函数和中心相关函数
参考文献
第四章 气体统计理论
4.1 理想气体
一、单原子分子气体
二、双原子分子气体
三、原子的不可分辨性、正氢和仲氢
四、多原子分子的转动
五、多原子分子的振动
六、多原子分子的内旋转
4.2 virial方程、第二virial系数
一、virial方程
二、第二Virial系数的统计理论
4.3 第二virial系数的计算
一、简单硬球模型
二、方阱模型
三、Sutherland硬球模型
四、LJ模型
五、混合气体的virial系数
六、(exp-6)势能模型
七、Kihara硬球模型
八、Stockmayer模型(极性分子)
4.4 第二virial系数的量子统计理论
一、双分子配分函数
二、Siater和式
4.5 对应状态原理
4.6 高阶virial系数的计算
一、Cluster积分(集积分)
二、virial系数的一般公式
三、第三virial系数的计算
四、第四virial系数的计算
参考文献
第五章 纯液体分布函数理论
5.1 径向分布函数的计算机模拟计算
一、MC方法
二、MD方法
三、计算结果
5.2 径向分布函数积分方程的解析解
一、Kirkwood方程
二、PY方程
5.3 径向分布函数积分方程的数值解
一、硬球势能模型
二、Sutherland势能模型
5.4 Zwanzig和McQuarrie-Katz微扰理论
一、Zwanzig微扰理论
二、McQuarrie-Katz微扰理论
5.5 Barker-Henderson和Weeks-Chandler-Anderson微扰理论
一、Barker-Henderson微扰理论
二、Weeks-Chander-Anderson微扰理论
5.6 硬球液体、液态稀有气体和水的结构
一、硬球液体
二、液态稀有气体
三、液态水的静结构
一、有效双体势能-准势能原理
5.7 液态金属的结构理论
二、径向分布函数与液态金属的结构
三、理论计算和实验结果
参考文献
第六章 非电解质溶液理论
6.1 自由容积理论
一、自由容积理论的基本原理
二、LJ和Devonshire液体理论
三、自由容积理论对溶液的应用
6.2 准晶格模型理论
6.3 平均势能模型理论
一、单流体模型理论
二、双流体和叁流体模型理论
6.4 PY分布函数理论
一、双组分体系的OZ方程
二、双组分溶液的PY方程
三、PY方程对硬球体系的应用
四、计算机计算结果
6.5 定标粒子理论
一、定标粒子理论的基本原理
二、液体的表面张力和状态方程
三、液体的蒸发热
四、液体的膨胀系数和压缩系数
6.6 Bakker-Henderson微扰理论
一、一级微扰理论
二、二级微扰理论
参考文献
第七章 电解质溶液分布函数理论
7.1 Debye-H?ckel理论
一、Debye-H?ckel理论的基本假设和离子氛概念
二、Poisson-Boltzmann方程
三、平均电位和离子间相互作用能
四、电解质的活度系数
7.2 Pitzer半经验径向分布函数理论
一、渗透压公式
二、径向分布函数
三、渗透系数
四、活度系数
7.3 平均球模型理论
一、强电解质的基本模型
二、强电解质的平均球模型理论
三、三维MSM的解
四、一维荷电硬板MSM的解
7.4 模式展开理论
一、位形积分
二、模式展开
三、理想气体参考体系
四、电解质溶液的模式展开理论
7.5 动力学盐效应的定标粒子理论计算实例
一、kr表达式
二、kβ表达式
三、kσ表达式
四、动力学盐效应的理论计算值和实验值
7.6 高价电解质的热力学性能计算实例
一、理论计算程序
二、计算结果
7.7 非球形分子溶液的Patey理论大意
参考文献
第八章 气体的输运理论
8.1 输运过程的宏观方程
一、3个宏观输运方程
二、含时宏观输运方程
8.2 硬球气体的简化输运理论
8.3 Boltzmann输运方程
一、Jacobi行列式
二、单组分体系的Boltzmann输运方程
三、多组分体系的Boltzmann输运方程
四、碰撞积分
8.4 Boltzmann H定理
一、Boltzmann H函数和H定理
二、H定理的证明
三、H函数与熵
8.5 扩散和扩散系数
一、温度梯度和密度梯度所引起的扩散系数
二、通过平板的扩散
三、扩散系数
8.6 输运过程的普遍理论
一、碰撞恒量和碰撞恒量定理
二、输运过程的基本微分方程
三、Enskog逐步近似解法的基本原则
四、零阶方程的解
五、输运方程的解
六、变分原理
8.7 导热系数和粘度系数
参考文献
第九章 量子流体的结构和经典液体的结构因子
9.1 对应状态的量子理论和超流体状态
9.2 基态4He的结构理论
一、基态4He的波函数和总能
二、径向分布函数
三、液体结构函数
9.3 激态4He的结构
9.4 普遍化Langevin方程和相关函数
一、相关函数的性质
二、普遍化Langevin方程
三、记忆函数的连续分式表示式
9.5 经典液体的结构因子
一、密度-密度相关函数
二、静结构因子和径向分布函数
三、动结构因子
9.6 旋子对液体氦热力学函数的贡献——计算例题
参考文献
第十章 非平衡态热力学
10.1 熵产生和熵流
一、熵产生和熵流
二、传质和传能过程的熵产生
三、化学反应的熵产生
10.2 流与势
10.3 Onsager倒易关系
10.4 接近平衡的化学反应
一、接近平衡时的化学亲和势
二、理想体系接近平衡时的反应速率
三、几个反应同时进行的反应体系
10.5 反应扩散方程
10.6 熵平衡方程
一、局部平衡假设
二、熵平衡方程
三、非平衡体系的化学亲和势与反应速率
10.7 最小熵产生原理
10.8 过量熵生率
10.9 非平衡态的稳定性
10.10 化学振荡
一、分支现象
二、三分子模型
三、协同学的提出
四、化学振荡
参考文献
附录Ⅰ 由修正的Buckinghan(6-exp)势能模型计算第二virial系数
附录Ⅱ Kihara球柱及椭球模型第二virial系数的Fi函数
附录Ⅲ 由Stockmayer模型计算极性分子的第二virial系数表
附录Ⅳ 由Stockmayer势能函数计算第三virial系数表