撰写了第一版热力学后的二十五年,我很高兴这本书现在是物理研究文献中最常引用的热力学参考,并且现在引入的后期表述已被广泛接受。尽管如此,有几项考虑促使此新版本和扩展。首先,在60年代和70年代,热力学在关键现象领域急剧急剧。尽管这些进步在很大程度上超出了本书的范围,但我试图至少描述问题的性质,并引入临界指数和缩放函数,这些功能表征了在二阶相过渡时进行治疗功能的非分析行为。此帐户是描述性和简单的。它取代了相对复杂的二阶过渡理论,这些理论是许多学生认为是第一版中最困难的部分。第二,我试图改善本书的教学属性,用于从初中本科到第一年的课程,用于物理学家,工程科学家和化学家。这一目的得到了学生和讲师的大量有用建议。简化了许多解释,并明确解决了许多示例。问题的数量已被淘汰,为许多人提供了部分或完整的答案。第三,已经添加了统计力学原理的简介。所需的一切都是熟悉量子力学预测有限系统中离散能级的事实。在这里保持了第一版的精神;重点是原则的基本简单性和中央逻辑列车,而不是多种应用。为此目的,为了使高级本科生可以访问文本,我避免了量子力学中的明确的非交换性问题。然而,该配方的设计是使更高级的学生在非共同情况下正确解释该理论。
热力学基本原理、相共存、吉布斯相律和相图 理想气体状态方程和范德华理论的扩展 朗道理论和振动原理(金兹堡-朗道) 理想气体、晶格气体的统计理论和气体与固体合金热力学性质的常规溶液理论。 应力张量的统计力学:维里尔公式 量子谐振子的统计和固体的比热 自旋统计:顺磁性和铁磁性,铁磁性的平均场近似
表 A–1 摩尔质量、气体常数和临界点性质 表 A–2 各种常见气体的理想气体比热 表 A–3 常见液体、固体和食物的性质 表 A–4 饱和水 - 温度表 表 A–5 饱和水 - 压力表 表 A–6 过热水 表 A–7 压缩液态水 表 A–8 饱和冰 - 水蒸气 图 A–9 水的 Ts 图 图 A–10 水的 Mollier 图 表 A–11 饱和制冷剂-134a - 温度表 表 A–12 饱和制冷剂-134a - 压力表 表 A–13 过热制冷剂-134a 图 A–14 制冷剂-134a 的 Ph 图 图 A–15 纳尔逊-奥伯特广义压缩性图表 表 A–16 高海拔大气的性质 表 A–17 空气的理想气体性质 表 A–18 氮气、N2 的理想气体性质 表 A–19 氧气、氧气
1 现代热力学 101 3 1.1 公理指南. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.2.1 通过统计学视角理解熵 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.3.1 微观随机系统的热力学 . . . . . . . . 17 1.3.2 涨落定理 . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.3.3 Jarzynski 等式 . . . . . . . . . . . . . . 19 1.3.4 Crooks 涨落定理.......................................................................................................................20
摘要:使用归一化的流和重新加权,Boltzmann发电机可以从玻尔兹曼分布中启用平衡采样,该分布由能量函数和热力学状态定义。在这项工作中,我们引入了热力学插值(TI),该插值允许以可控制的方式生成采样统计。我们引入了直接在环境配置空间中工作的Ti风味,在不同的热力学状态或通过潜在的,正态分布的参考状态绘制。我们的环境空间方法允许规范任意目标温度,从而确保训练集的温度范围内的普遍性,并证明了外推的潜力。我们验证了TI对表现标准化和非平凡温度依赖性的模型系统的有效性。最后,我们演示了如何通过各种自由能扰动方法组合基于Ti的采样来估计自由能差,并提供相应的近似动力学速率,通过发电机扩展动态模式分解(GEDMD)估计。■简介
H.NO。 40-D,jia sarai,IIT附近的Jia Sarai,Khas的手,新德里110016电话:电子邮件:physics.physics.com 252H.NO。40-D,jia sarai,IIT附近的Jia Sarai,Khas的手,新德里110016电话:电子邮件:physics.physics.com 25240-D,jia sarai,IIT附近的Jia Sarai,Khas的手,新德里110016电话:电子邮件:physics.physics.com 252
在创造名称之前),尤其是在亚克尔文温度范围内[1]。因此,自从气体的低温液化和超导性的发现以来,量子热力学实验到现在已经有一个世纪的历史了。低温为量子热力学提供了独特的设置。不同的物理子系统(声音,电子,核等)通常相互弱耦合,并且可以单独控制和监测它们的特性,并且相对较慢的隔离时间可用于实验。但带来了这个故事的另一个重要转折是在微型和纳米制作领域的实验技术的发展,量子信息设备(例如超导码头)和电子电路中的介镜运输。局部探测颗粒,量子状态和温度是成功实验的关键要素。在这些相关领域的活动和投资促进了新的搜索领域,电路量子热力学(CQTD)的出现。
在几何量子力学和经典力学之间的相似之处建立,我们探索了量子热力学的替代基础,该基础利用了基础状态空间的不同几何形状。 我们同时开发了微型典型和规范的集合,将连续混合状态引入量子状态的分布。 我们提出了Qudits气体的实验后果。 我们以固有的方式定义量子热和工作,包括单个对象工作,并以与经典,量子和信息理论熵相符的方式重新制定热力学熵。 我们提供了热力学的第一和第二定律和Jarzynki的波动定理。 结果比传统上可用的更透明的物理学,其中数学结构和物理直觉在经典和量子动力学上被认为是紧密对准的。,我们探索了量子热力学的替代基础,该基础利用了基础状态空间的不同几何形状。我们同时开发了微型典型和规范的集合,将连续混合状态引入量子状态的分布。我们提出了Qudits气体的实验后果。我们以固有的方式定义量子热和工作,包括单个对象工作,并以与经典,量子和信息理论熵相符的方式重新制定热力学熵。我们提供了热力学的第一和第二定律和Jarzynki的波动定理。结果比传统上可用的更透明的物理学,其中数学结构和物理直觉在经典和量子动力学上被认为是紧密对准的。
信息论与热力学相结合的研究领域的起源可以追溯到麦克斯韦的思想实验“麦克斯韦妖”[1]。这一概念可以表述为,通过基于热涨落水平测量的反馈控制来减少系统的总熵[2][3],这似乎与热力学第二定律相矛盾[4][2][3]。关于这个问题的理论讨论在过去十几年里进展迅速[2],具体地说,已经发现将信息的概念[5][6]纳入非平衡统计力学[7][8][9]的研究结果中,可以完全准确地理解“妖”与热力学第二定律[2][5]之间的一致性。此外,对“妖”的研究实验最近也开始取得进展[2]。具体而言,“妖怪”实际上已经通过实验实现[10],这得益于测量微观热力学系统并通过反馈控制它们的实验技术的进步[2][3][10]。这样,将信息论与热力学相结合的研究形成了新的研究领域,可以称之为信息热力学[5][11][12]。信息热力学的研究不仅解决了“麦克斯韦妖怪”的问题,还揭示了更加丰富的发现[2]。例如,人们发现“妖怪”所能获取的功的上限和测量所需能量消耗的理论下限都与“信息量”定量相关[12]。本综述旨在最简洁地介绍信息热力学。本综述组织如下:后で付け足す我们只考虑经典系统[13]。