• формат djvu
  • размер 10,42 МБ
  • добавлен 10 июля 2012 г.
Фаулер Р., Гуггенгейм Э. Статистическая термодинамика
Перевод с английского И.И. Рогачева, Т.С. Рубинштейн / Под редакцией В.Г. Левича. - М.: Издательство иностранной литературы, 1949. - 614 с.
Книга Фаулера и Гуггенгейма является одной из немногих книг, имеющихся в мировой литературе, содержащих обстоятельный разбор почти всех разнообразных приложений статистической механики. Она может служить полезным пособием для широкого круга физиков и, особенно, физико-химиков – научных работников и аспирантов, работающих в разнообразных затронутых в ней областях науки.
Содержание
Предисловие редактора
Из предисловия авторов
Введение. Основные предположения статистической механики
Введение
Первое основное предположение статистической механики. Атомная структура материи
Общая природа состояний ансамблей
Второе основное предположение статистической механики. Правило для усреднения
Описание классического ансамбля
Пределы применимости понятия о классическом ансамбле
Допустимые состояния для ансамбля одинаковых систем. Симметричные и антисимметричные группы состояний
Типы симметрии собственных функций реальных ансамблей
Введение квазинеизменных систем
Вычисление комплексий для локализованных систем
Общие теоремы для ансамблей стационарных систем
Введение
Определение статистических весов
Статистические веса линейных гармонических осцилляторов при классическом и квантовом рассмотрении
Статистические веса состояний изотропного осциллятора в пространстве двух и более измерений
Статистические веса состояний линейного жесткого ротатора (двухатомной молекулы)
Нахождение допустимых состояний
Ансамбль, состоящий из двух групп локализованных линейных осцилляторов
Краткое изложение метода перевала
Средние значения и статистическая шкала температуры
Системы с несколькими степенями свободы. Вырожденные системы
Линейные гармонические осцилляторы
Двух- и трехмерные гармонические осцилляторы
Жесткие ротаторы без аксиального вращения
Жесткие ротаторы с аксиальным спином (симметричные волчки)
Ансамбль, состоящий из двух групп нелокализованных систем
Вывод среднего значения числа систем, находящихся в заданном состоянии
Обзор результатов
Вырожденные системы
Классическая статистическая механика
Бесструктурные частицы, движущиеся в прямоугольном ящике
Внешние реакции ансамбля .
Связь между статистической механикой и термодинамикой
Законы термодинамики
Вывод законов термодинамики из статистической механики
Соотношение между формулами термодинамики и статистической механики
Термодинамические формулы классической статистики
Постоянная Больцмана и газовая постоянная
Выражение законов распределения в виде функций абсолютной температуры
Идеальные газы
Природа идеальных газов
Квантование поступательного движения
Вывод закона Максвелла по классической статистике
Особые случаи
Распределение систем во внешнем поле
Осаждение. Определение числа Авогадро
Классическая статистика и классическая механика
Классические и невозбужденные степени свободы
Электронные состояния систем
Теплоемкость идеальных газов
Одноатомные молекулы
Теплоемкость атомов в одноатомном газе
Двухатомные газы при средних температурах
Вращательные степени свободы
Классическая теория вращения двухатомных молекул
Симметрия ядер
Учет влияния спина ядер для одноатомных молекул
Учет эффектов спина ядра для двухатомных молекул при средних температурах
Теплоемкости некоторых типичных двухатомных молекул
Теплоемкости водорода и дейтерия при низких температурах. Пара- и орто-формы Н2 и D2
Колебательные степени свободы
Двухатомные газы при высоких температурах
Теплоемкость Hg при высоких температурах
Теплоемкости других двухатомных молекул при не очень высоких температурах
Влияние электронов
Учет мультиплетных состояний молекул
Вращательные степени свободы твердых тел
Колебательные степени свободы многоатомных молекул
Внутренние вращения многоатомных молекул
Общие формулы для многоатомных молекул
Теплоемкости многоатомных молекул
Многоатомные молекулы при очень низких температурах
Теорема о равномерном распределении энергии по степеням свободы
Теорема о равномерном распределении кинетической энергии
Некоторые средние свойства для молекул, пересекающих плоскость
Кристаллы
Введение
Нормальные колебания непрерывной упругой среды
Функции состояний дли непрерывной среды
Электромагнитное излучение
Рассмотрение кристаллов без учета структуры составляющих их атомов
Влияние электронов и ядер на функцию состояний
Равновесные свойства кристаллов
Энергия и внешние реакции кристаллов
Термодинамические функции кристалла. Нулевая энергия кристалла
Термодинамические функции, соответствующие приближению Дебая
Теплоемкость кристаллов
Сравнение приближений Дебая с экспериментом
Уравнение состояния кристалла (приближение Дебая)
Кристаллы, построенные из молекул
Кристаллы с ионной или комплексной решетками
Смешанные кристаллы
Химическое равновесие и испарение. Теорема Нернста
Введение
Изомерное равновесие
Простая диссоциация
Математический вывод
Связь с термодинамикой
Свободная энергия и энтропия газовых смесей
Общее химическое равновесие
Изменение нулевой энергии
Детализация формул для диссоциации двухатомных молекул
Двухатомные молекулы, содержащие разные изотопы
Химические постоянные
Химические постоянные изотопных смесей
Равновесие между веществом в кристаллическом состоянии и его паром
Кристалл и пар в присутствии инертного газа
Термодинамическая интерпретация
Математический вывод результатов предшествующих параграфов
Давление пара над кристаллом
Постоянная давления пара
Связь между постоянными давления пара и химическими постоянными
Гетерогенные реакции
Смешанные кристаллы
Давление пара над кристаллом, состоящим из изотопных молекул
Эффект орто-пара-модификаций
Молекулярные энтропии газа и кристалла
Абсолютная энтропия
Экстраполяция к абсолютному нулю
Сравнение теории с экспериментальными данными
Химические постоянные и постоянные давления пара, выраженные в практических единицах
Экспериментальные данные по реакциям между кристаллами
Экспериментальные данные для давлении одноатомного газа
Экспериментальные данные по давлению паров двухатомных молекул для всех элементов, за исключением водорода и дейтерия
Случай водорода и дейтерия
Сравнение калориметрических и спектроскопических данных для двухатомных молекул
Сравнение калориметрических и спектроскопических данных для многоатомных молекул
Гомогенное газовое равновесие
Энтропии жидкостей, стекла и растворов
Третье начато термодинамики. Экспериментальное значение величины γ
Третье начало термодинамики. Исторический очерк
Третье начало термодинамики. Термодинамическая формулировка и следствия
Третье начало термодинамики. Статистическая интерпретация
Равновесие гомогенных систем во внешнем поле
Большие функции состояний и их применение
Введение
Некоторые специальные термодинамические потенциалы
Статистические формулы для Хх
Применение большой функции состояний к случаю идеального газа
Двухмерный газ
Однокомпонентные кристаллы
Смешанные кристаллы
Идеальные и регулярные ансамбли
Большая функция состояний для регулярного ансамбля
Сущность сделанных приближений
Термодинамические функции регулярных ансамблей
Дальнейшее обобщение функций'состоянии
Неидеальные газы
Общие газовые ансамбли с не вполне независимыми молекулами
Функция состояний для потенциальной энергии газа
Законы распределения молекул
Первое приближение для неидеальных газов. Случай малого радиуса действия сил
Термодинамические свойства неидеальных газов
Рассмотрение задачи как проблемы ассоциации
Применение теоремы вириала
Химическое равновесие в неидеальных газах
Некоторые простые модели
Эмпирические и полуэмпирические уравнения состояния
Энергии молекулярного взаимодействия
Природа дисперсионного взаимодействия
Природа обменного взаимодействия
Результирующее выражение для энергии взаимодействия
Теоретическая форма второго вириального коэффициента
Единицы объема Амага
Сравнение с экспериментальными данными
Газы при высоких давлениях
Рассмотрение энергии взаимодействия между молекулами
Газовые молекулы с электрическим моментом
Бинарные смеси
Поверхностные слои
Введение
Два типа монослоев
Поверхностное натяжение и давление растекания
Подвижные монослои
Неподвижные идеальные монослои
Атомная адсорбция двухатомных молекул
Неподвижные регулярные монослои
Приближенная теория
Двухфазные неподвижные монослои
Сравнение с экспериментом
Большая функция состояний для неподвижных монослоев
Двухмерное давление для идеальных монослоев
Формула Гиббса
Энергия десорбции
Энергия и свободная энергия адгезии между жидкостью и паром
Поверхностная энергия границы раздела жидкость – пар
Поверхностное натяжение вблизи критической точки
Растворы
Идеальные разбавленные растворы
Сильные электролиты: степень диссоциации
Некоторые замечания о гидратации ионов
Аномалия сильных электролитов. Осмотический коэффициент и коэффициенты активности
Общие соображения относительно фазовых интегралов. Притяжение между нонами
Применение метода размерностей. Формула Мильнера
Средние потенциалы и гпотности зарядов. Уравнение Пуассона
Исследование вида ψα и Fэл
Формула Больцмана
Соотношение между αψ(r) и Wαβ
Приближение Дебая
Решение Дебая
Самосогласованность решения
Свободная энергия
Средняя толщина ионной атмосферы
Зависимость от диэлектрической постоянной
Диаметр иона
Эффект сжимаемости
Осмотический коэффициент и коэффициенты активностей
Сравнение с экспериментом
Теплота разведения
Критика приближений Дебая
Вычисление коэффициентов ионной активности по Гюнтельбергу
Более точные решения уравнения Пуассона- Больцмана
Теория ассоциации ионов Бьеррума
Выбор q
Специфическое взаимодействие ионов
Элементарная электронная теория металлов
Введение
Статистика электронного газа
Соотношения для электронного газа
Первое приближение и численные значения λ
Второе приближение для λ
Распределение скоростей
Термодинамические функции электронного газа
Применение полученных формул к металлам
Металлы и изоляторы
Энергетические полосы в реальных металлах
Теплоемкость электронного газа в металле
Элементарная теория газа свободных электронов вне металла
Постоянная давления электронного газа
Термоионная эмиссия
Скорость испускания электронов
Коэффициент прозрачности
Сравнение теории с экспериментом для чистых металлов
Фотоэлектрический эффект
Температурная зависимость ветчин χ и χo
Контактная разность потенциалов
Электрические и магнитные свойства вещества
Введение
Классический гамитьтониан
Уравнение Шредингера
Основные формулы статистической физики
Электрические и магнитные типы молекул
Диамагнетизм атомов и атомных ионов
Диамагнитные и парамагнитные вещества
Линейный Зееман-эффект атомов и атомных ионов
Квадратичный Зееман-эффект
Парамагнетизм атомов и атомных ионов
Спектроскопическая стабильность
Формула Ланжевена
Эффективное число магнетонов
Ионы редкоземельных элементов
Ионы элементов переходных групп
Действие ноля кристаллической решетки
Магнитное насыщение при низких температурах
Другие парамагнитные молекулы
Классическое рассмотрение электрической восприимчивости для систем невзаимодействующих частиц
Квантовая теория электрической восприимчивости
Простейшая квантовая модель
Связь между классическим и квантовым рассмотрением
Сравнение электрической и магнитной восприимчивости
Экспериментальные данные для газов
Электрическое поле внутри вещества
Показатель преломления газов и жидкостей
Диэлектрическая постоянная жидкостей
Недостатки формулы Дебая
Улучшенная формула Дебая, данная Онзагером
Сравнение формул Онзагера и Ван Флека
Показатель преломления и диэлектрическая постоянная неидеальных газов
Энтропия парамагнитных солей
Охлаждение с помощью адиабатического размагничивания
Недостижимость абсолютного нуля
Штарк-эффект, обусловленный действием внутрикристаллического поля на спины
Магнитное взаимодействие спинов
Общий характер поведения парамагнитных кристаллов при температурах ниже 1 К
Методы измерения температуры
Измерение температур ниже 1°К
Магнитная восприимчивость металлов. Восприимчивость, обязанная электронным спинам
Магнитная восприимчивость металлов. Восприимчивость, обязанная трансляционному движению электронов
Магнитная восприимчивость щелочных металлов
Химическая кинетика
Введение
Столкновения, соответствующие поступательному движению
Энергия внутренних колебаний
Колебания, в которые входит внутренняя энергия
Классификация реакций
Бимолекулярные реакции второго порядка
Упрощенные теории столкновений
Сравнение упрощенных теорий столкновений с экспериментом
Более точное вычисление скоростей бимолекулярных реакций
Соотношение между строгой теорией и упрощенной теорией столкновений
Применение строгой теории
Применимость теории равновесия к бимолекулярным процессам
Мономолекулярные реакции
Температурный коэффициент мономолекулярных реакций
Процесс, обратный мономолекулярному распаду
Метод сравнения теории с экспериментом
Численные примеры
Усовершенствованная теория
Абсолютные значения скоростей мономолекулярных реакций
Реакции в растворах
Первичный электролитический эффект
Вторичный электролитический эффект