世界第一简单热力学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　世界第一本漫画热力学！？

　　黑洞很难懂！？但是在本书当中用热力学的角度来看，就能轻松明白！世界上所有肉眼可见的现象，一定都遵从热力学原则！！从我们的日常生活，到浩瀚无垠的宇宙，热力学都无所不在！全在这本书当中！

　　◎「热力学」基础以生活为例用漫画的方式呈现解说！！
　　◎「量子力学」和「微分方程式」也一起解说！！
　　◎热力学以视觉式漫画呈现更容易理解！！
　　◎是初学热力学最适合的一本书！！

　　力学是物理的基础，但实际上，就算力学不拿手，也可以轻松吸收热力学。因为热力学完全没有力学之中的惯性法则、运动方程式之类。而且本书经过精心设计，就算没有什么力学知识的人也能轻松阅读。一开始只要轻松翻阅漫画部分即可。而且书中的热力学法则都写成文字，而不是数学式。

　　第1章温度与状态方程式──热平衡状态、热力学第零定律、流体静压力、波以耳定律、理想气体、绝对温度、查理定律、理想气体状态方程式、mol、偏微分、全微分。

　　第2章热力学第一定律──绝热壁、热力学第一定律、内部能量、热、焦耳实验、准静过程、流体静压力做功、比热、热容量、莫耳比热、给吕萨克．焦耳实验。

　　第3章热力学第二定律──可逆过程、不可逆过程、克劳休原理、热力学第二定律、卡诺循环、反卡诺循环、开尔文原理、第二类永动机、准静过程与可逆过程。

　　第4章熵──热力学温度、循环效率、卡诺循环效率、克劳休不等式、熵、一致性增长律、熵与第一定律、外延量与内含量、统计力学、黑洞与热力学。

　　但是越熟习物理学的人，越能感受热力学的重要。其中一个理由，就是热力学的成立范围比较广。大多数力学与物理学的法则，仅存在于理想状态之下。但是热力学法则不太一样。世界上所有肉眼可见的现象，一定都遵从热力学原则。

◎推荐给

　　．学习物理与机械工学的职业高中生和大学生
　　．在理工科系修热力学学分的学生
　　．机械制造产业相关的销售与业务，需要具备热力学知识者

　　本书就是要带领各位学习物理学中的热力学。

　　力学是物理的基础，但实际上，就算力学不拿手，也可以轻松吸收热力学。因为热力学完全没有力学之中的惯性法则、运动方程式之类。而且本书经过精心设计，就算没有什么力学知识的人也能轻松阅读。一开始只要轻松翻阅漫画部份即可；而且书中的热力学法则都写成文字，而不是数学式，所以对一看到算式就感到恐惧的人也不必烦恼。

　　热力学算是相当朴素的一门学问。但是越熟习物理学的人，就越能感受热力学的重要。其中一个理由，就是热力学的成立范围比较广。大多数力学与物理学的法则，仅存在于理想状态之下。但是热力学法则不太一样。世界上所有肉眼可见的现象，可以说一定都遵从热力学原则，其实黑洞里面也有热力学喔！

作者简介

原田知广

　　立教大学理学院副教授、京都大学博士（理工科系）。1971年生于山形县。1994年毕业于京都大学理学院。1996年修毕京都大学研究所理工研究系物理学第二组硕士课程。1999年修毕京都大学研究所理工研究系物理学．宇宙物理学博士后期课程。之后于京都大学理学院及早稻田大学理工学院，担任日本学术振兴协会特别研究员（PD）、伦敦大学玛莉皇后学院博士研究助手（日本学术振兴协会特别研究员）、京都大学研究所理工研究系讲师（研究机关研究员）、立教大学理工学院讲师，乃至现职。擅长领域为普通相对论、宇宙物理学、宇宙论。

审订者简介

郭鸿森

　　美国圣母大学机械系博士，曾任大同大学机械系主任、教务长、副校长。现任大同大学机械系教授。

译者简介

李汉庭

　　1979年生，毕业于国立海洋大学电机系，自学日文小成。2003年进入专利事务所开始从事翻译工作，2006年底开始从事书本翻译。领域从电机专利文件乃至于小常识、生活医学、科技等等的中日对译，乐于在工作中吸收新知识。目前尝试将触角延伸到特殊造型与影像创作，有各方面之作品。往后仍希望能接触更多领域，增加知识广度，同时磨练文笔。

《星海孤航：宇宙尺度下的宏观动力学探索》 导言：在无限中锚定有限的尺度 本书并非致力于拆解物质世界最微小的秘密，亦非沉湎于日常经验中的热力学平衡态。相反，我们选择将目光投向宇宙的宏大尺度，探索那些支配恒星、星系乃至整个时空结构演化的宏观动力学原理。当我们脱离了对气体分子平均行为的传统关注，转而审视引力、暗物质以及宇宙膨胀这些吞噬一切的巨型力量时，我们所面对的，是一种截然不同，却同样遵循着深刻物理规律的“动力学”。 《星海孤航》旨在构建一个跨越传统学科边界的理论框架，用一种近似于“宏观热力学”的视角，来理解宇宙的演化趋势、结构形成与最终命运。这不是一本关于如何精确计算某个引擎效率的书籍，而是关于如何理解为什么宇宙整体会朝着熵增的方向（按照广义相对论的框架来定义宏观熵）发展，以及我们身处其中的星系团是如何在引力主导的“相变”中凝聚成形的。 --- 第一部分：时空作为宏观介质的动力学 第一章：引力场的“相变”与结构形成 在传统的物理学语境中，系统通常被定义在固定的背景时空中。然而，在宇宙学的尺度上，物质与时空是相互塑造的。本章将探讨引力如何充当一种“媒介”，驱动着物质从均匀分布到形成星系、星系团和超星系团的复杂结构。 我们引入“引力势能景观”的概念，将其类比于一个势阱，物质在其中通过引力坍缩完成一次宏观的“相变”。我们不再关注单个粒子的碰撞，而是研究密度波的传播、引力不稳定的演化时间尺度，以及这些结构形成对宇宙背景辐射的反馈效应。重点分析的是危机密度（Critical Density）的物理意义，它不仅仅是一个临界值，更是决定结构是否能够有效凝聚的动力学阈值。 第二章：暗物质：宇宙尺度的“缺失热容” 暗物质占据了宇宙质量的绝大部分，但它几乎不参与电磁相互作用，这使得它在传统的分子动力学框架中是“不可见”的。在本章中，我们将暗物质视为一个弥漫的、非热平衡的宏观组分。 我们探讨暗物质晕的形成动力学，特别是冷暗物质（CDM）模型下，小尺度结构如何首先形成，然后通过并合（Merger）过程逐步增长为大尺度结构。这种自下而上的演化过程，揭示了一种与热力学第二定律所描述的宏观平衡过程截然相反的、依赖于引力驱动的结构化趋势。它揭示了在特定约束条件下，系统如何能在一个低熵状态下（高密度的束缚结构）维持长期存在。 第三章：宇宙膨胀的“宏观热力学”驱动力 哈勃膨胀是宇宙演化中最显著的宏观现象。本章从广义相对论的弗里德曼方程出发，将宇宙视为一个巨大的、不断膨胀的系统。我们不关注气体分子的运动，而是研究能量密度（物质、辐射和暗能量）在时空膨胀背景下的演化规律。 关键在于理解暗能量——宇宙加速膨胀的驱动力——在宏观动力学中的地位。我们将其视为一个在巨大尺度上表现出负压力的“场”，它决定了宇宙的长期走向。本章分析了“宇宙的终极命运”——是热寂、大撕裂还是大挤压——本质上是暗能量与物质-辐射密度比值演化竞争的宏观结果。 --- 第二部分：极端环境下的宏观演化 第四章：黑洞：时空中的“奇点平衡态” 黑洞代表了引力物理学中最极端的宏观状态。它们拥有明确的边界（事件视界），遵循着清晰的“黑洞热力学”定律（面积定律对应于熵，温度对应于霍金辐射）。然而，本书的视角更侧重于黑洞的形成、增长与宇宙结构的关系。 我们研究超大质量黑洞（SMBH）在星系形成过程中的反馈机制。黑洞的吸积与喷流活动，对周围星系气体云的加热和剥离，实际上是一种能量释放过程，它有效地阻止了气体在星系中心过快冷却和凝聚，从而调节了星系的恒星形成率。这是一种宏观尺度上的“负反馈调节”机制。 第五章：星系并合与动力学弛豫 星系团的形成是一个漫长而暴力的过程。本章专注于引力系统中的“动力学弛豫”（Dynamical Relaxation）现象。与分子系统中的碰撞弛豫不同，引力系统的弛豫过程极其缓慢，主要通过长程的引力相互作用来逐步趋向一个“拟平衡态”。 我们分析了星系并合的层次结构：小的星系如何被吞并，形成更大的椭圆星系，以及在这个过程中，子系统（如星系内部的恒星分布）是如何在引力作用下被重新塑形，能量和角动量是如何在更大尺度上重新分配的。 第六章：宇宙射线的超高能谱：极端加速机制 宇宙射线，尤其是来自遥远天体的超高能粒子，是宇宙中能量最高的宏观现象之一。本章探讨了将单个粒子加速到接近光速的机制，例如谢科夫斯基机制（Fermi加速）在超新星遗迹激波或活动星系核喷流中的应用。 我们将这种加速视为一个连续的、宏观尺度的能量注入过程，它将星际介质的动能，通过引力坍缩产生的冲击波，转化为单个粒子的极端动能。理解这个过程，需要分析激波的结构、磁场的重联以及粒子在广阔空间中的输运与损失。 --- 结语：宏观动力学的普适性与局限 《星海孤航》的最终目标是展示物理学原理在尺度转换时所展现出的深刻统一性。即使我们抛弃了分子运动论，转而面对引力统治的宇宙图景，我们依然在寻找支配这些巨型系统的演化趋势、稳定条件和最终命运的底层规律。 本书的价值不在于提供精确的数值计算，而在于提供一种思维工具，帮助读者在面对宇宙的宏大与复杂时，能够构建起一套基于时空、引力和能量密度的宏观动力学视角。它引导我们认识到，宇宙本身就是一个在引力驱动下，不断进行着结构化与熵增（广义定义下）的巨型、开放的物理系统。

评分☆☆☆☆☆

“世界第一简单热力学”，这个名字就像一颗闪耀的宝石，瞬间抓住了我的眼球。作为一名在学习过程中常常感到吃力，尤其是在面对物理这样抽象的学科时，我一直渴望能有一本能够真正帮助我突破难关的书。“简单”这个词，对于我来说，简直就是救世主。我脑海中想象着这本书的模样，它一定不是那种堆砌着大量公式和定理的枯燥读物。相反，我期待它能像一位经验丰富的朋友，用最平实的语言，最贴近生活的例子，将热力学这个看似高深莫测的领域，变得触手可及。也许，书中会从我们每天都能体验到的现象开始，比如为什么汗水蒸发会让我们感到凉爽，或者为什么冬天衣服要穿得厚实一些。我希望这本书能够带我穿越那些复杂的数学符号，直达热力学的核心思想，让我能够真正地理解能量、熵、温度这些基本概念，而不是死记硬背。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题实在太吸引人了！“世界第一简单热力学”，这不就是我一直以来寻找的那种书吗？作为一名对科学充满好奇但又常常被复杂公式吓退的普通读者，我一直渴望能有一种方式，能够轻松愉快地理解那些看似高深莫测的物理学原理。市面上充斥着各种厚重的教科书，那些冰冷的符号和抽象的概念，常常让我望而却步。而这本书的出现，仿佛一道曙光，点亮了我对热力学知识的渴望。我脑海中已经勾勒出了这样一幅画面：书中用生动有趣的语言，结合日常生活中的例子，将热力学的核心概念一一剖析。也许，它会从一杯咖啡的冷却讲起，解释能量的转化和传递；也许，它会从蒸气机的发明说开去，揭示熵增定律的奥秘。我期待着，这本书能够像一位和蔼可亲的老师，耐心地引导我，让我不再感到迷茫和畏惧，而是能够真正地享受学习的过程，体会到科学的魅力。我相信，如此“简单”的热力学，一定能让我重新燃起对物理学的热情。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，学习热力学就像在攀登一座陡峭的山峰，如果没有合适的装备和向导，很容易就会迷失方向，甚至半途而废。但“世界第一简单热力学”这个名字，却给我一种截然不同的感觉。它仿佛是在告诉我，这座山峰其实没有想象的那么高不可攀，只需要找到正确的方法，就能轻松登顶。我非常好奇，作者究竟是如何将如此复杂的科学概念“简单化”的？是运用了哪些新颖的教学方法？我脑海中浮现出一些可能性：也许书中会用大量的图示和动画来辅助讲解，让抽象的概念变得直观易懂；也许会设计一些有趣的实验，让读者在亲手操作中理解热力学的原理；又或者，书中会引入一些引人入胜的故事，通过历史事件或科学家的趣闻轶事，来串联起热力学的知识体系。我期待的不仅仅是知识的传递，更是学习过程中的乐趣和启发。我希望这本书能让我看到，原来科学并不总是枯燥乏味的，它也可以如此充满趣味和智慧。

评分☆☆☆☆☆

当我在书店或线上平台看到“世界第一简单热力学”这个书名时，我的内心是既兴奋又好奇的。兴奋的是，终于有一本书敢于承诺如此大胆的目标，这表明作者一定对热力学有着深刻的理解，并且有信心将其传达给更广泛的读者。好奇的是，究竟是怎样的内容，才能配得上“世界第一简单”的称号？我脑海中勾勒出这本书可能的样子：它或许会采用一种全新的叙事方式，用故事性的语言来阐述科学原理，让读者在阅读过程中仿佛在听一个引人入胜的冒险故事，而不是在被动地接收信息。它也可能巧妙地运用类比和比喻，将抽象的热力学概念与人们熟悉的日常生活联系起来，从而降低理解门槛。我希望这本书能够让我不再因为数学公式而头疼，而是能够真正地领略到热力学作为一门描述自然界普遍规律的学科的精妙之处，并从中获得一种豁然开朗的阅读体验。

评分☆☆☆☆☆

读到“世界第一简单热力学”这个书名的时候，我的第一反应是：这究竟是真的，还是一个夸大的宣传？毕竟，热力学在很多人眼中都是一门非常烧脑的学科。但仔细想想，如果真的能够做到“世界第一简单”，那该是多么了不起的成就！我非常好奇，这本书的“简单”体现在哪些方面？是语言上的通俗易懂？还是内容的取舍和提炼？我设想，它可能不会像传统教材那样，上来就列出一堆让人头疼的公式，而是会从最基本的生活常识入手，一点一点地引导读者认识热力学。比如，它可能会解释为什么冬天喝热饮比夏天喝冷饮更能驱寒，或者为什么冰箱需要耗费能量才能制冷。这些看似司空见惯的现象背后，都蕴藏着热力学的奥秘。我期待这本书能让我以一种全新的视角去观察世界，发现那些隐藏在日常现象背后的科学规律，并理解它们是如何影响我们的生活的。