德國(guó)Georg Job教授所著的《新概念熱力學(xué)》以一種嶄新的方式重新定義了《熱力學(xué)》課程中的核心概念——“熵”，從教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容到表述方式等方面構(gòu)建了不同于傳統(tǒng)《熱力學(xué)》教材的新的學(xué)科體系，同時(shí)又與傳統(tǒng)熱力學(xué)做了很好的對(duì)接，使初學(xué)者和有一定熱力學(xué)知識(shí)的人都能更快地領(lǐng)會(huì)熱力學(xué)的一些基本概念和使用技巧�！缎赂拍顭崃W(xué)：簡(jiǎn)明、直觀、易學(xué)的熱力學(xué)》融合了作者多年來(lái)在熱力學(xué)研究上取得的實(shí)際應(yīng)用成果，在熱力學(xué)理論與實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合上給人以“耳目一新”的感覺(jué)。
《新概念熱力學(xué)：簡(jiǎn)明、直觀、易學(xué)的熱力學(xué)》可作為高等院校理工科相關(guān)專(zhuān)業(yè)熱力學(xué)課程的教材或參考用書(shū)。由于《新概念熱力學(xué)：簡(jiǎn)明、直觀、易學(xué)的熱力學(xué)》將抽象概念與生活實(shí)際相聯(lián)系，使讀者易于理解，因此《新概念熱力學(xué)：簡(jiǎn)明、直觀、易學(xué)的熱力學(xué)》也可作為熱力學(xué)方面的科普讀物。
本書(shū)以一種嶄新的方式重新定義了《熱力學(xué)》課程中的核心概念——“熵”，從教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容到表述方式等方面構(gòu)建了不同于傳統(tǒng)《熱力學(xué)》教材的新的學(xué)科體系。本書(shū)融合了作者多年來(lái)在熱力學(xué)研究上取得的實(shí)際應(yīng)用成果，在熱力學(xué)理論與實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合上給人以“耳目一新”的感覺(jué)。
很早以前我就計(jì)劃將本書(shū)德文版翻譯成英文版，但始終未能擠出時(shí)間著手進(jìn)行。后來(lái)還是在我的兄長(zhǎng)Eduard Job的推動(dòng)之下，才使這項(xiàng)翻譯工作得以全面開(kāi)展。他的想法是，要將本書(shū)所述的方法介紹給更多讀者。他早年在漢堡和芝加哥學(xué)習(xí)熱力學(xué)這門(mén)課時(shí)遇到了許多困難，有切膚之痛。因此他有一個(gè)強(qiáng)烈的動(dòng)機(jī)，那就是讓后學(xué)者們不再遭遇他自己所遭遇過(guò)的困難。
在此我向Harry Schmeichel（美國(guó)加利福尼亞州）、Timm Lankau（中國(guó)臺(tái)灣）、Hans Fuchs（瑞士）和Joel Rosenberg（美國(guó)馬薩諸塞州）諸位深表謝意。他們對(duì)全書(shū)進(jìn)行了翻譯、校對(duì)、訂正和修改，以便更好地表達(dá)本書(shū)的基本概念，使之易于理解。由于新的概念和方法需要使用許多尚未確定標(biāo)準(zhǔn)譯名的新術(shù)語(yǔ)，他們所遇到的困難是可想而知的。我還要感謝久�；饡�(huì)（Job-Foundation），感謝他對(duì)于包括本書(shū)在內(nèi)的Karlsruher Physikkm’s（KPK）系列教材的長(zhǎng)期一貫的慷慨支持。
現(xiàn)在，2007年IUAPC（國(guó)際純化學(xué)和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)，International Unionof Pure and Applied Chemistry——譯者注）大會(huì)即將在意大利都靈召開(kāi)。為此，我有充足的理由至少為本書(shū)準(zhǔn)備好一個(gè)臨時(shí)版本。然而，由于時(shí)間倉(cāng)促，我最后仍舊只拿出了一本不太完整的書(shū)稿。對(duì)此，我深感抱歉。最后，我要感謝大家對(duì)本書(shū)提出的所有改進(jìn)建議，并真誠(chéng)地歡迎讀者批評(píng)指正。
1.引言
2.純熱力學(xué)
2.1 熱
2.1.1 對(duì)于熱的直觀理解
2.1.2 熱的測(cè)量
2.1.3 熱的測(cè)量方法
2.2 功和溫度
2.2.1 勢(shì)能和能量守恒
2.2.2 熱勢(shì)
2.2.3 熱張力
2.2.4 溫度
2.2.5 熱機(jī)
2.2.6 熱功
2.2.7 熱容
2.3 熱產(chǎn)生
2.3.1 絕對(duì)溫度
2.3.2 熱產(chǎn)生的必要條件
2.3.3 可行過(guò)程和不可行過(guò)程
2.3.4 損耗功
2.3.5 熱傳導(dǎo)
2.4 在絕對(duì)零度時(shí)的熱量
2.5 與其他熱學(xué)理論的比較
2.5.1 與傳統(tǒng)熱力學(xué)的比較
2.5.2 歷史背景
3.普通熱力學(xué)
3.1 彈性耦合
3.1.1 彈性現(xiàn)象
3.1.2 主物理量
3.1.3 正耦合和反耦合
3.1.4 能量和力
3.1.5 基本效應(yīng)和耦合效應(yīng)
3.1.6 不穩(wěn)定現(xiàn)象
3.2 導(dǎo)數(shù)的數(shù)學(xué)運(yùn)算規(guī)則
3.2.1 變量的變換
3.2.2 導(dǎo)數(shù)倒置規(guī)則
3.2.3 應(yīng)用指南
3.2.4 應(yīng)用
3.2.5 必需的已知系數(shù)數(shù)目
3.3 力－熱耦合的簡(jiǎn)單例子
3.3.1 物體的形變
3.3.2 橡皮筋
3.3.3 鋼絲
3.4 全向壓力下的物體
3.4.1 主方程和耦合
3.4.2 體積
3.4.3 熵含量
3.4.4 壓縮系數(shù)、膨脹系數(shù)和比熱‘容
3.5 其他系統(tǒng)
3.5.1 伽伐尼電池
3.5.2 壓電效應(yīng)和熱電效應(yīng)
3.5.3 磁熱效應(yīng)
3.5.4 雙金屬片
3.6 各種傳統(tǒng)的概念
3.6.1 能量形式
3.6.2 熱、功和熱力學(xué)第一定律
3.6.3 溫度、熵和熱力學(xué)第二定律
3.6.4 焓、熱函數(shù)
3.6.5 最大有用功
3.6.6 自由能、熱力學(xué)勢(shì)
3.6.7 平衡條件
3.7 常用的數(shù)學(xué)方法
3.7.1 特征函數(shù)、麥克斯韋關(guān)系式
3.7.2 可逆循環(huán)
3.7.3 系統(tǒng)性的計(jì)算方法
3.7.4 應(yīng)用實(shí)例
4.化學(xué)熱力學(xué)
4.1 引言
4.2 物質(zhì)的量
4.3 化學(xué)勢(shì)
4.3.1 能和勢(shì)
4.3.2 物質(zhì)擴(kuò)散的趨勢(shì)
4.3.3 水的計(jì)算實(shí)例
4.4 物質(zhì)傳遞與其他過(guò)程的耦合
4.4.1 物質(zhì)對(duì)體積和熵的需求量、摩爾質(zhì)量
4.4.2 主方程和耦合
4.5 物質(zhì)的轉(zhuǎn)化
4.5.1 化學(xué)轉(zhuǎn)化的條件
4.5.2 V，S和ε之間的耦合
4.5.3 相變
4.5.4 λ相變
4.6 均質(zhì)物體
4.6.1 量的方次(冪)
4.6.2 量的“切割”
4.6.3 系數(shù)的簡(jiǎn)化
4.7 高度稀薄物質(zhì)的漸近定律
4.7.1 低濃度下的化學(xué)勢(shì)
4.7.2 稀薄氣體的性質(zhì)
4.7.3 混合物內(nèi)的化學(xué)勢(shì)
4.7.4 滲透，稀溶液的沸點(diǎn)和冰點(diǎn)
4.7.5 質(zhì)量作用定律
4.7.6 溶液平衡
4.8 外界場(chǎng)效應(yīng)
5.熵產(chǎn)生過(guò)程的熱力學(xué)
5.1 力學(xué)中的例子
5.2 昂薩格定理
5.3 電流和熵流之間的耦合
5.4 更多的實(shí)例
專(zhuān)業(yè)名詞術(shù)語(yǔ)中英文對(duì)照
2.1.2 熱的測(cè)量
到目前為止，我們已經(jīng)用完全定性的方法考察了熱*的性質(zhì)和效應(yīng)。在這些觀察的基礎(chǔ)上，為了建立一種能用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的理論，我們需要定義對(duì)熱*的數(shù)量以及它的效應(yīng)的大小的測(cè)量方法，比如熱度的測(cè)量方法。在定義這些測(cè)量方法之前，我們先來(lái)做一些初步設(shè)想。
我們假定熱。具有不可消滅性或不滅性（inde stru ctibility）的主要結(jié)果是，熱’產(chǎn)生的過(guò)程就像照相機(jī)膠卷一樣不能往回倒。過(guò)程的逆向發(fā)生（可逆）意味著可以將所產(chǎn)生的熱。消滅掉，而這違背我們關(guān)于熱*具有不滅性的假設(shè)。因此，每一步驟都可以倒過(guò)來(lái)的可逆過(guò)程是產(chǎn)生不了熱*的。為了避免無(wú)法控制的熱*的增加，我們規(guī)定在我們的測(cè)量過(guò)程中必須運(yùn)用可逆過(guò)程。盡管這樣會(huì)使測(cè)量變得更加困難，但我們沒(méi)有其他替代辦法。
那么哪些過(guò)程是可逆的呢？我們?cè)谇懊鎻模?）到（3）這些部分中所敘述的過(guò)程肯定都是不可逆的。從來(lái)沒(méi)有人觀察到過(guò)燃燒中的蠟燭會(huì)自行地從周?chē)h(huán)境中回收熱和氣體并恢復(fù)到原來(lái)的長(zhǎng)度。熱*既不會(huì)自動(dòng)地聚集在某個(gè)地方，也不會(huì)自動(dòng)地從冷的物體流到熱的物體。一般來(lái)說(shuō)，自發(fā)的過(guò)程不可能具有可逆性，因?yàn)槿绻强赡娴脑捑鸵馕吨鼞?yīng)當(dāng)可以任意地流向每一方向。
相比之下，我們?cè)谇懊鎻模?）到（6）這些部分中所介紹的過(guò)程在理想條件下有可能是可逆的。例如，將一根嚴(yán)格絕熱的橡皮筋分成許多細(xì)小步驟逐漸地進(jìn)行拉伸，那么它就會(huì)一步一步地變熱。當(dāng)所有這些步驟一步一步地倒退回去時(shí)，橡皮筋就會(huì)逐步地冷卻下來(lái)，直到恢復(fù)為起始狀態(tài)。其實(shí)，甚至它與周?chē)h(huán)境之間的熱。交換在原則上也完全是可逆的。如果橡皮筋張力的增大（或減�。┦志徛灾聨缀醪煊X(jué)不到它變得比周?chē)h(huán)境熱一些（或冷一些），那么過(guò)程的正向路徑與逆向路徑之間的溫度差趨于消失。此外，其他由溫度引起的長(zhǎng)度變化、體積變化、聚集態(tài)的變化等通常也是可逆的。
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