观念物理Ⅲ物质三态．热学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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原文作者： Paul G. Hewitt

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大家都知道，物质是由原子所构成，
但你知道所有的原子皆可以回收再利用？
今天你唿吸吐出的原子，他日可能会变成别人体内的一份子？
了解密度的观念和阿基米得原理，
不是为了用来做计算题的，而是可以实际帮助你辨别虚金假银。
别小看充斥周身的大气，没有它，
我们就不能用吸管喝饮料，鸟儿、飞机也都飞不上天了！
冷、热到底是什么？你能信赖自己的感觉吗？
如果热不是一种物质，那它是什么？又要如何传递？
你听过比热容量吧？为什么会严重影响人类的生活？
热胀冷缩其实并非不变的铁律，谁是例外？
物质三态的转变，看似平常不过，背后的过程却非常奥妙复杂。
世间所有系统都会变得愈来愈混乱无序，那么人类还有明天吗？
热力学原理将为你一一道来。

我们的日常生活，无一不和物理扯上关系。
观念，往往就在一念之间。

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作者简介

休伊特

　　高中时梦想当个拳击手，毕业后开始学漫画，后来从事画户外广告招牌的工作。27岁才决定回到学校，在麻州罗尔技术学院就读物理系，是班上年纪最大的学生。1964年，取得犹他州立大学科学教育与物理双主修的硕士学位，便到旧金山城市学院开始教学生涯，直到1999年退休。1982年，休伊特获得美国物理教师学会颁发的密立根讲座奖。获奖原因是由于他在物理教学专业上的投入，发展出许多有趣而令人激赏的教学示范，以及阐释观念的方式，让很多原本不可能喜爱物理的学生，对物理产生兴趣。

　　休伊特认为：教学不仅仅是工作，也不仅仅是专业，而是一种对待生命与生活的态度；因此对于当老师的人来说，尽力把教学工作做好，是非常重要的一件事。因为，不论学生有多大的热情，老师都有能力把它浇熄；但老师也同样也有能力去激发学生，让他们发挥出最大的潜能。休伊特相信：学物理应该是很有趣的，虽然也许要相当用功，但一定是有趣的事。《观念物理》这套书正是他这个信仰底下的产物之一。

译者简介

师明睿

　　新竹中学及台湾大学化学系毕业，赴美进修后，获得普度大学生物化学博士学位。毕业后去加拿大定居，曾担任赛门佛瑞哲大学（Simon Fraser University）生物系讲师。随后弃笔务农，致力于推广洋菇产业。1992年回国后，先后在卫生署预防医学研究所、中研院生医所及生农所筹备处从事研究。

　　暇时尝从事自由翻译工作。译作有《观念物理III》、《费曼物理学诀窍》、《费曼的6堂Easy物理课》、《费曼的6堂Easy相对论》、《夸克仙踪》、《微积分之屠龙宝刀》、《微积分之倚天宝剑》、《看漫画，学遗传》、《复制人的迷思》、《费曼的主张》、《万物简史I?IV》、《费曼物理学讲义I》（第1、2册）、《费曼物理学诀窍》、《有机化学天堂祕笈》（皆为天下文化出版）。

好的，这是一份关于《观念物理Ⅲ：物质三态·热学》的图书简介，重点突出该书未涵盖的内容，并力求内容详实、自然流畅。 --- 《观念物理Ⅲ：物质三态·热学》—— 视角聚焦与内容界定 导言： 《观念物理Ⅲ：物质三态·热学》是一部深入剖析宏观与微观世界交汇点的专著，它以严谨的物理学原理为基石，聚焦于物质在不同相态下的行为规律，并对热力学基本概念进行了系统的阐述。然而，如同任何一部专门性学术著作一样，其内容的边界清晰而明确。本简介旨在详尽说明，本书并未涉及哪些物理学领域或具体的理论分支，以帮助读者准确把握其知识范围，避免产生不必要的预期。 一、 关于量子力学与粒子物理学的深度探究 《观念物理Ⅲ》的核心在于经典热力学和统计物理学的框架内理解物质的宏观性质。因此，本书并未深入探讨构成物质的更基本单元——亚原子粒子的行为，以及支配这些行为的量子力学基础。 具体而言，本书不包含以下内容： 1. 量子场论 (Quantum Field Theory, QFT)： 涉及量子电动力学（QED）、量子色动力学（QCD）等描述基本粒子相互作用的理论框架。 2. 标准模型 (The Standard Model)： 对基本粒子（夸克、轻子、规范玻色子及希格斯玻色子）的分类、性质及其相互作用的详细数学描述。 3. 量子信息与计算： 诸如量子比特 (Qubit)、量子纠缠、量子门操作以及量子算法设计等前沿领域。 4. 波函数与薛定谔方程的精细解耦： 尽管热学概念可能涉及分子动理论的初步概率描述，但本书不提供求解复杂多体系统薛定谔方程的具体方法，也不深入探讨如电子自旋共振等纯粹的量子现象。 本书对“粒子”的讨论停留在经典统计力学的范畴，即将其视为具有确定位置和速度的微观质点，而非具有量子特性的实体。 二、 关于电磁学、光学与相对论的专门论述 热学是物理学的独立分支，虽然热辐射（黑体辐射）与电磁理论有交叉点，但《观念物理Ⅲ》的重点在于能量、熵和平衡态。因此，本书对电磁学和光学等领域的探讨仅限于必要的背景支撑，并不作为主体内容展开。 本书明确排除或仅作初步提及以下内容： 1. 麦克斯韦方程组的完整推导与应用： 本书不详细展开电场、磁场的矢量分析、边界条件、坡印亭矢量或电磁波的传播细节，这些属于《观念物理》系列中其他卷册（例如关于电磁学的卷）的范畴。 2. 几何光学与物理光学： 衍射、干涉、偏振等现象的详细几何或波动光学分析，特别是涉及光与物质相互作用的复杂光学效应。 3. 狭义与广义相对论： 相对论在高速运动下对时间、空间和能量（如质速关系）的影响。尽管热力学可能在极端引力场或高能物理背景下需要相对论修正，但本书不涉及爱因斯坦场方程的推导，也不讨论相对论性流体动力学。热运动的讨论严格限制在非相对论速度范围内。 三、 关于固体物理学和凝聚态物理学的宏观视角限制 “物质三态”通常包括固、液、气。本书对固态的论述侧重于晶格振动（声子概念的引入可能非常初级，服务于热容的解释）和相变的热力学判据。然而，本书并未深入到现代固体物理学的微观细节。 具体未涵盖的固体/凝聚态物理内容包括： 1. 能带理论与半导体物理： 电子在周期性晶格中的能级结构、费米能级、导带和价带的概念，以及掺杂、PN结的工作原理。 2. 超导现象与超流： 零电阻、迈斯纳效应，以及低温下液体氦的二相流体性质等复杂的宏观量子现象。 3. 晶体缺陷与形变： 位错、空位、晶界等对材料宏观力学和热学性质的详细影响。本书侧重于理想晶体的热振动模型。 四、 关于化学热力学与相平衡的深入分析 虽然热力学与化学紧密相连，但《观念物理Ⅲ》的视角是物理学的，而非化学的。 本书不深入探究以下化学热力学分支： 1. 化学反应的详细动力学： 反应速率、活化能、催化剂的作用机制等，这些属于化学动力学的范畴。 2. 电化学与电池理论： 涉及吉布斯自由能与电池电动势的详细计算，如能斯特方程在各种条件下的应用。 3. 复杂多组分相图的精确绘制与解析： 虽然会涉及二元或三元系统的简单相图示例（如水的相图），但对复杂的合金系统或非理想溶液的热力学处理，如活度系数的计算，则超出了本书的范围。 结论： 《观念物理Ⅲ：物质三态·热学》是一部聚焦于经典热力学、统计物理学基础以及气、液、固三相宏观性质的教材。它旨在为读者建立起理解能量转换、熵增原理以及相变稳定性的坚实概念基础。对于量子物理的深层机理、电磁学的完整体系、先进的凝聚态物理现象以及精细的化学平衡计算，读者需参考本系列中其他针对性更强的卷册或相关专业教材。本书的价值在于其对热学核心概念的清晰、详尽和自洽的阐述。

第17章　物质的原子本质
17.1　元素
17.2　原子可回收再利用
17.3　原子可真小
17.4　原子的证据
17.5　分子
17.6　化合物
17.7　原子核
17.8　原子中的电子
17.9　物质的相

第18章　固体
18.1　晶体结构
18.2　密度
18.3　弹性
18.4　压力与张力
18.5　定标

第19章　液体
19.1　液压
19.2　浮力
19.3　阿基米德原理
19.4　它是沈，还是浮？
19.5　漂浮
19.6 巴斯卡原理

第20章　气体
20.1　大气
20.2　大气压
20.3　简单气压计
20.4　无液气压计
20.5　波以耳定律
20.6　空气的浮力
20.7　白努利原理
20.8 白努利原理的实际用途

第三部　热

第21章　温度、热和膨胀
21.1　温度
21.2　热
21.3　热平衡
21.4　内能
21.5　热的测量
21.6　比热容量
21.7　水的高比热容量
21.8　热膨胀
21.9　水的膨胀

第22章　热传递
22.1　传导
22.2　对流
22.3　辐射
22.4　辐射能之吸收
22.5　辐射能之发射
22.6　牛顿的冷却定律
22.7　全球增温与温室效应

第23章　相的变化
23.1　蒸发
23.2　凝结
23.3　蒸发跟凝结速率
23.4　沸腾
23.5　凝固
23.6　同时发生的沸腾与凝固
23.7　复冰现象
23.8　能与相的变化

第24章　热力学
24.1　绝对零度
24.2　热力学第一定律
24.3　绝热过程
24.4　热力学第二定律
24.5　热机及第二定律
24.6　秩序势必趋向混乱
24.7　熵

评分☆☆☆☆☆

作为一个对宇宙运行规律充满好奇的爱好者，我一直对宏观和微观世界的联系感到着迷。这本书《观念物理Ⅲ：物质三态·热学》的标题就触及了我最感兴趣的几个领域。我非常期待它能深入讲解不同物质形态之间的相互转化机制，比如在极端环境下，物质会展现出怎样的超乎想象的表现？我尤其好奇书中关于“热学”的部分，它是否会涉及到热传导、对流、辐射的微观解释？熵增原理在宇宙演化中的作用，以及它与生命起源之间可能存在的联系？我希望这本书能够提供一些新的视角，让我能够从更根本的层面理解我们所处的物质世界，并且能够将其中的原理应用到理解更广阔的宇宙现象中去。

评分☆☆☆☆☆

初翻开《观念物理Ⅲ：物质三态·热学》，就被书中精美的插图和清晰的排版所吸引。我一直觉得，好的科普读物不仅仅在于内容的深度，还在于它能否让读者产生阅读的愉悦感。这本书的图文结合做得非常好，那些描绘分子运动的示意图、展示不同相变过程的动态图，都生动形象，帮助我这个非专业人士也能快速抓住核心概念。我尤其对书中所提到的“物质三态”这一部分很感兴趣。我们都知道固态、液态、气态，但书中是否会探讨等离子态，甚至更奇特的量子物态？还有“热学”部分，我希望它能不仅仅停留在牛顿定律或卡诺循环的介绍，而是能够深入到微观层面的解释，比如分子动理论是如何支撑宏观热现象的，熵这个概念在热力学中扮演着怎样的角色？我期待这本书能带领我进行一次思维的遨游，去探索物质世界的内在逻辑。

评分☆☆☆☆☆

当我看到《观念物理Ⅲ：物质三态·热学》这个书名时，我立刻被吸引住了。一直以来，我对物质的奇妙变化都充满了好奇。这本书听起来像是要深入探讨物质的三个基本形态，以及与温度、能量相关的“热学”知识。我非常期待它能解释为什么有些物质在加热时会熔化，有些则会升华；为什么同样的热源，会导致不同的温度变化。还有，书中关于“观念物理”的定位，让我觉得它不仅仅是知识的搬运工，更侧重于帮助读者建立对这些物理现象的直观理解和深刻认识。我希望这本书能够用生动有趣的语言，配以精美的插图，将深奥的物理原理变得通俗易懂，让即使是初学者也能轻松入门，领略物质世界的无限魅力。

评分☆☆☆☆☆

这本《观念物理Ⅲ：物质三态·热学》的封面设计就足够吸引人了，一种沉静而深邃的蓝色调，中间是流动的、仿佛正在变化的液态金属光泽，背景则是点点星光，营造出一种宇宙般的宏大感。我一直对物理学中关于物质形态变化的奥秘感到好奇，特别是热学部分，它解释了我们身边许多现象的根源，比如冰川的融化、锅里的水沸腾，还有我们身体为何会感觉到冷热。这本书的标题“观念物理”也让我觉得它不仅仅是枯燥的公式和定律堆砌，更强调的是对物理概念的理解和掌握。我特别期待书中关于相变过程的深入讲解，比如不同物质在不同压力和温度下的奇妙转变，还有那些极端的物质状态，比如超临界流体，它们到底是什么样的存在？热力学定律又是如何精确地描述这些变化的？我希望这本书能用一种相对易懂但又不失严谨的方式来阐述这些复杂的物理原理，让我能够真正“观念”上理解物质的世界。

评分☆☆☆☆☆

这本书的定价和发行信息看起来都颇具吸引力，我一直都在寻找一本能够帮助我深入理解物质世界基本原理的读物。特别是我对“物质三态”的描述方式很好奇，希望它能不仅仅是简单的介绍，而是能够阐述不同相态下物质的微观结构和宏观性质之间的联系。而“热学”部分，我希望它能包含一些关于热力学基本定律的详细推导，以及这些定律在现代科学技术中的应用案例。例如，它是否会涉及到能源转化、材料科学或者天体物理中的热学问题？我期待这本书能够提供一种系统性的学习体验，让我能够循序渐进地掌握这些物理概念，并且能够引发我更深入的思考。