†印は〔A〕の範囲の問題には必要のないものを示す。 |
第1章 熱力学的状態,熱力学第1法則 |
基礎事項 |
§1.1 熱力学の対象 1 |
§1.2 熱平衡の概念(熱力学第0法則) 1 |
§1.3 熱力学的な接触 2 |
§1.4 熱力学的な量 3 |
§1.5 変化の過程 3 |
§1.6 熱力学第1法則 4 |
§1.7 熱量 6 |
§1.8 無限小過程についての熱力学第1法則 6 |
§1.9 温度 8 |
§1.10 熱容量,比熱 8 |
§1.11 状態方程式 8 |
§1.12 独立変数の変更 12 |
例題 13 |
演習問題 21 |
問題解答 25 |
第2章 熱力学第2法則とエントロピー |
§2.1 可逆過程と不可逆過程 41 |
§2.2 補助定理(Carnotサイクル) 42 |
§2.3 熱力学第2法則 42 |
§2.4 一般的なCarnotサイクルの効率 43 |
§2.5 絶対温度 44 |
§2.6 任意のサイクルに関するClausiusの不等式 46 |
§2.7 エントロピー 46 |
§2.8 エントロピーの相加性 48 |
§2.9 第2法則の一般的表現 49 |
§2.10 実際に起こる変化の向き 50 |
§2.11 最大仕事と最小仕事 51 |
例題 51 |
演習問題 56 |
問題解答 63 |
第3章 熱力学関数と平衡条件 |
§3.1 熱力学関数 88 |
§3.2 Legendre変換 90 |
§3.3 Gibbs-Duhemの関係 91 |
§3.4 若干の熱力学的量の定義および熱力学関係式 91 |
§3.5 熱力学第3法則(Nernst-Planckの定理) 93 |
§3.6 二つの系の間の平衡 94 |
§3.7 与えられた環境のもとにおける熱平衡条件 94 |
§3.8 熱力学の不等式 96 |
§3.9 Le Chatelier-Braunの原理 98 |
例題 99 |
演習問題 108 |
問題解答 112 |
第4章 相平衡および化学平衡 |
§4.1 相 128 |
§4.2 純枠物質の異なる相の間の平衡 128 |
§4.3 表面張力 130 |
§4.4 異なる相にある多成分系の平衡 130 |
§4.5 Gibbsの相律 131 |
§4.6 気体の化学ポテンシャル 132 |
§4.7 液体および固体における化学ポテンシャル,飽和蒸気圧 134 |
§4.8 理想希薄溶液 135 |
§4.9 理想溶液(理想的固溶体)と正則溶液 136 |
§4.10 溶液の濃度の表し方 136 |
§4.11† 活動度および活動度係数 137 |
§4.12† 強電解質溶液 138 |
§4.13 化学平衡 140 |
§4.14 電池の熱力学 141 |
§4.15 熱力学第3法則の応用 143 |
例題 144 |
演習問題 155 |
問題解答 165 |
第5章 統計力学の原理 |
§5.1 微視的状態 194 |
§5.2 統計力学的な見方 196 |
§5.3 等重率の原理とミクロカノニカル集団 198 |
§5.4 巨視的状態の熱力学的重率とエントロピー 200 |
§5.5 状態数および状態密度 200 |
§5.6 統計熱力学的に正常な系 202 |
§5.7 二つの系の接触 204 |
§5.8 準静的断熱過程 205 |
§5.9 接触する二つの系の平衡 206 |
§5.10 熱力学の基本法則 209 |
§5.11 最も確からしい状態,ゆらぎ 210 |
§5.12 カノニカル分布 211 |
§5.13 一般的なカノニカル分布 212 |
§5.14 分配関数と熱力学関数 214 |
§5.15 Fermi統計,Bose統計,Boltzmann統計 217 |
§5.16 エントロピーの一般的な定義 220 |
例題 220 |
演習問題 237 |
問題解答 242 |
第6章 カノニカル分布の応用 |
§6.1 分配関数Z(β)の一般的性質 268 |
§6.2† 大きい系についての漸近評価 270 |
§6.3† 漸近評価と熱力学関数のLegendre変換 272 |
§6.4† 大分配関数E 273 |
§6.5† 一般的なカノニカル分布に関する分配関数 274 |
§6.6 古典的位置分布関数 274 |
§6.7† 密度行列 275 |
例題 277 |
演習問題 289 |
問題解答 296 |
第7章 気体の統計熱力学 |
§7.1 理想気体の分配関数 324 |
§7.2 気体分子の内部自由度と分配関数 325 |
§7.3 混合理想気体 328 |
§7.4 分子間相互作用 328 |
§7.5† クラスター展開 329 |
例題 332 |
演習問題 337 |
問題解答 341 |
第8章 Fermi統計とBose統計の応用 |
§8.1 Fermi統計の基本公式 357 |
§8.2 Fermi分布関数 358 |
§8.3 結晶体内電子のエネルギーバンド 362 |
§8.4 空孔 362 |
§8.5 半導体 364 |
§8.6 Bose統計,液体ヘリウム 366 |
例題 367 |
演習問題 374 |
問題解答 380 |
第9章 強い相互作用をもつ系 |
§9.1 分子場の近似 409 |
§9.2 Bragg-Williamsの近似 412 |
§9.3 協力現象 414 |
§9.4 荷電粒子に対する平均ポテンシャル 416 |
§9.5 Debye-Huckelの理論 417 |
§9.6 粒子系の分布関数 419 |
例題 420 |
演習問題 426 |
問題解答 431 |
第10章 ゆらぎと運動論 |
§10.1 ゆらぎ 454 |
§10.2 衝突数 455 |
§10.3 Boltzmannの輸送方程式 456 |
例題 459 |
演習問題 464 |
問題解答 469 |
索引 493 |
余談 |
van der Waals方程式について 37 |
液体の負の圧力について 40 |
Lindeの液化装置 86 |
熱力学関数の名前について 100 |
Kinetic entropy 234 |
統計力学の基礎 258 |
エントロピーの概念は統計力学では第二義的な重要性しかもたない 286 |
負の温度 300 |
協力現象の統計力学 449 |
輸送現象の初等理論とBoltzmann方程式の方法 458 |
不可逆過程の熱力学 484 |
†印は〔A〕の範囲の問題には必要のないものを示す。 |
第1章 熱力学的状態,熱力学第1法則 |
基礎事項 |