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诺贝尔奖得主为你写的热力学入门书！

本书适合：
★所有需要修「热力学」的理工科系学生
★对科学有兴趣的高中生
★所有想了解能源运用效率的社会人士
★母国光、牟中原、李远哲、李开复、林孝信、高涌泉、张亚勤、黄俊杰
热力推荐　（依姓氏笔画排列）

谁说科学教材全都写得「非人性」、又冷又硬？
诺贝尔化学奖得主John Fenn的这本《热力学练功宝典》，
完全打破了传统写法。
全书回归到人与历史的角度，
作者精心塑造出来的「查理洞人」，会一路陪伴读者，
透过许多日常经验中可见的例子，
及生动的科学家故事，
很有系统的认识一切与「热」有关的观念、历史和应用。

作者简介

姜．范恩　John B. Fenn

　　2002年诺贝尔化学奖得主，主题是大分子质谱学。范恩的得奖报告，题为「让大象飞起来」，他给诺贝尔基金会的自传，则只谈到他在超音速分子束的研究工作。1970年代，范恩从普林斯顿大学转任耶鲁大学，在耶鲁，他面临如何教会一般学子（包括非理工科）懂得科学，古典热力学便是入门之一，于是做了一个贯穿的授课纲要。1980年初，这个颇受欢迎的讲稿应邀出书。由于本书特有的人文历史架构，因此不但是很扎实的入门教本，更是一部带有科学史纵深的科普佳作。（更详细的事蹟，请见书末的「阿姜正传」。）

译者简介

李乃信

　　1971年进耶鲁大学研究所，1972年参入范恩团队，1976年取得耶鲁大学化工博士，当年也是个超音速分子束迷。受惠于范恩的，主要是他的「讲究动手」与科学的人文面，常和范恩抬槓，讨论天南地北。博士后时期在科罗拉多大学，继续耶鲁所学，原也想立足学术界，但受范恩鼓励，转入工业界。1980年入杜邦化学公司，1984年入美国奇异公司，1986年入林科（Lam Research）公司，赴日运作，1991年入应用材料（Applied Materials）公司，1994年起任应用材料公司中国区总裁直到2003年退休。

序
引言
谢词

1  一开始
冷热本不同
从功取热
功热两不同
希腊英雄进场
火药先来了
蒸汽再次登场
回顾
练功

2  多热才算热？
以手测热
早期的温度计
可究竟什么是温度？
气体测温法
国际温标
总结
温标练习

3  系统、性质、状态
一些通用术语的特定意义
温度为何登场
和温度的关系
莫耳和分子
理想气体定律
其他的状态方程式
一些案例
重点
状态检定考（「政治家才能」测验）

4  回到工作（功）
概说机械功
膨胀气体所做的功
压力变化下的功
回到等温膨胀之旅
案例
简要
学会计功

5  再加把「热」
热是一件事
有多少热发生？
模型及缘由
「热子法典」与「冉福得钻镗」
案例
热的细目
暖身练习

6  循环分析的起源
这引擎不是闹着玩的
循环（但非绕圈子）的思维
卡诺的着名循环
卡诺连续循环的结果
引擎和定律
案例
记取循环
卡诺训练

7  热即是功，功即是热，相去惟「能」
变换场景：从军火库到酿酒厂
力学和能量概念的源起
功和守恆系统
踏进力学
现在，把「热」加进来
其他种类的能量？
案例
等效性的基本要素
等值练习

8  一难两律
异地同时
旧酒新瓶
等压加热
无热之功──绝热膨胀与绝热压缩
卡诺循环再来一回！
案例
总结
执「法」练习

9  总而言之

10  HER「她」一言难尽
HER「她」在发电厂
HER「她」与科学
解决三个问题
备忘录
HER「她」的更多暗示

11  头巾下的「她」（引擎盖下的HER）
奥图循环或「火星点火」引擎
「辛烷数」游戏
温驯的柴油
效率 ? 环境
净化空气的成本问题
开车时想一想
引擎问题

12  进入熵的世界
性质属性 ? 交互作用
「交互」出「性质」
算计熵的变化
再谈「与路径无关」
再练功一回
值得回忆
熵里玄虚？

13  到底是熵
追求优雅
隔离系统的熵变
熵与第二定律
洞悉因果
熵之本性
序与乱

附录1 力学性质──单位和测量
附录2 对数花园导览
附录3 到处有熵
附录4 元素原子质量
符号表
习题解答
阿姜正传
译后记
索引∕名词解释

1 一开始

我们从介绍非常基本的「热」和「功」的概念开始。
为了强调这两个概念有多么原始，我们得想像我们的祖先之一，在他的日常生活经验里，会怎么样对待这两者。当然，我们得揣测一番这段虚幻的、无史可考的时间之旅。我们简单的假定，有一位原型远祖，有幸拥有跟我们差不多的感官和脑袋，他对外界刺激的基本反应也跟我们差不多。

然后，我们找出演化过程中的几个关键点，这里讲的是差不多两千多年来，人类开发出能够从「热」转出「功」来用的引擎演化史。回头看，会诧异怎么要那么长的时间，才有引擎；如果往前看呢，它居然发生了，简直是不可思议。不管怎么样，今天，热引擎（热机）在文明的舞台上可是个重要角色。下面，本书将辨明并阐释，人类对于这个领衔舞者和重要推手，究竟知道些什么，从中又学到了什么。


≫ 冷热本不同
我们的原型远祖查理「洞人」（我们将如此称唿他），从来没有听说过热力学什么的，不过他正是这门学问的早期学徒。对于热（heat）这个字是什么意思，他有一种原始但可用的理解。虽然他懂得的字不多，和今天上过多年学校，经历过多年文明洗礼的人们相比，他谈起热的本质来，可能和他们说的差不多一样「清楚」。「热」这个字几乎一点也不清晰明确。一本普通的字典，便可以找出十个有关这名词的字义，再加上几个动词的意思。然而，我们即将看到，甚至就它的原始意义来说，我们称之为「热」的东西，长久以来便困惑了不少非常聪明的人。

回到查理吧。他自然没有搞清楚他所认识的有关热的林林总总，我们且推敲一下他究竟知道了些什么。本质上，他所知道的，不外是和你我一样的第一手经验。太阳底下晒的石头，摸起来就和阴凉处的石头不一样。踏进附近的浅池子，感觉要比那山泉溪流暖和得多。冬天他冷得发抖，夏天他直冒汗。冷热之间的不同，对他饶有意思，因为两者直接冲击了他的感官，教他马上感觉到。

查理也约略晓得什么是热绝缘物，虽然他从来没叫过这名称。仲夏之日，树荫下让他凉爽点；春天来了，树叶下的冬雪还没融化。另一方面，他可以钻进一堆枯叶里保暖；当他富有一点了，可以穿上动物的皮毛，裹着熊皮坐在雪岸上，自然要比光着身子更耐得住。

驯服了火之后，有好几次，火把他从烧着的树屋里赶了出来，查理就搬到山洞里住定，做起「洞人」来。于是，他对热的经验大大增加了。木柴燃烧提供强烈的热源，又容易掌握，可以带来带去。柴火加热东西的速度比太阳快多了。火边的石头烫得没办法碰。说不定，第一个家庭热水器就是这样来的：把烫手的石头赶快丢进水桶里。如果有人问他，他可能会回答：不错，每当热的东西和冷的东西放在一起，热的便会冷下去，冷的便会热起来。不过，干嘛要问这个每个人都知道的愚蠢问题？

查理不久就知道：一些东西在火中或碰到烫石的时候，那变化可不是热起来而已。木柴会燃烧起来，肉可以烤熟，冰雪会融化，水可以沸腾或干掉，陶土给烘得坚硬，石块会裂开。关于热绝缘物的教训也继续增长：只要找几片绿叶裹住手，他就可以把烤熟的肉从营火上扯下来，手也不会烫出水泡；穿上树皮鞋底的新凉鞋，他可以坦然走在晒得发烫的石块上。

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