基础与进阶 热力学

第一部分是本科课程,包含大量已解答的习题,涵盖热力学的术语、形式体系与基本原理,气体与相变的研究,以及热机与热力循环。后续部分探讨更进阶的主题:热力学中的微分几何、麦克斯韦妖、内可逆性、气候物理学、热电效应、近平衡态热力学(昂萨格关系等)以及量子热力学。

基础与进阶
热力学
2026

目录

浏览课程

01

总论

为什么要学习热力学:热功转换、热机、能源以及当代挑战。

打开课程 →
02

热力学与量热学的历史

从热质说到克劳修斯熵:热与温度概念的缓慢分离,以及两大定律的诞生。

打开课程 →
03

基本概念

平衡态、第零定律、壁、状态变量与状态函数、准静态过程。

打开课程 →
04

能量守恒:热力学第一定律

功、热、内能与第一定律。

打开课程 →
05

可逆与不可逆:热力学第二定律

熵、可逆性与第二定律。

打开课程 →
06

数学结构:基本关系式

基本关系式与热力学势。

打开课程 →
07

形式结构:变量变换

微分计算、勒让德变换与热力学势。

打开课程 →
08

量热系数与热弹性系数

量热系数、热弹性系数与状态方程。

打开课程 →
09

相变

相图、不稳定性与范德瓦尔斯气体。

打开课程 →
10

热机

双热源循环、卡诺循环、效率与第二定律的表述。

打开课程 →
09

热力学中的微分几何

热力学背后的几何结构。

打开课程 →
10

麦克斯韦妖

信息、熵与经典热力学的局限。

打开课程 →
11

内可逆循环

最大功率下的效率与真实热机。

打开课程 →
12

热电学

热电效应与能量转换。

打开课程 →
13

非平衡态热力学

不可逆现象与昂萨格关系。

打开课程 →
14

气候学与热力学

热力学在地球气候系统中的应用。

打开课程 →
15

量子热力学

量子尺度下的功、热与熵。

打开课程 →