热学是物理学类专业和相关专业的一门重要课程，人们在日常生活、生产实践、科研领域中都离不开对热学现象和规律的研究。本书是在学生现状和作者多年从事高校教学科研以及大中物理教育教学衔接工作(中学生物理奥林匹克竞赛与“强基计划”培训等)的经验基础上编写的。全书共分八章，分别是：热力学系统的平衡态及物态方程、热力学第一定律、热力学第二定律与熵、气体平衡态的分子动理论、玻耳兹曼分布及其应用、气体的输运过程、固态与液态的性质、相变。本书从宏观现象和规律入手，然后从微观角度对现象和规律予以解释和分析，最后介绍其他热学内容。

本书为国家本科教育教学改革试点工作计划(简称“101计划”)教材，适合物理学及相关专业本科生、教师、科研人员、工程师作为教材或参考书使用，也可供参加强基计划、物理奥林匹克竞赛和其他拔尖创新活动的中学生参考。

前辅文
绪论
  0.1 热学的发展简史
   0.1.1 热科学的早期发展
   0.1.2 测温学的发展简史
   0.1.3 热学宏观理论的发展简史
   0.1.4 热学微观理论的发展简史
  0.2 常见的热现象
第一章 热力学系统的平衡态及物态方程
  1.1 热力学系统的宏观与微观描述
   1.1.1 热学的研究对象及其特点
   1.1.2 宏观和微观描述方法
  1.2 热力学系统的平衡态
   1.2.1 热力学系统
   1.2.2 热力学系统的宏观参量
   1.2.3 平衡态
  1.3 热力学第零定律和温度
   1.3.1 热力学第零定律
   1.3.2 温标
  1.4 理想气体的物态方程
   1.4.1 等温压缩系数、等压体膨胀系数、相对压强系数
   1.4.2 气体的实验定律
   1.4.3 单元系理想气体的物态方程
   1.4.4 混合理想气体的物态方程
  1.5 实际气体的物态方程
   1.5.1 昂内斯方程
   1.5.2 半经验公式
  思考题
  习题
第二章 热力学第一定律
  2.1 热力学系统的过程
   2.1.1 热力学过程
   2.1.2 准静态过程
   2.1.3 几种特殊的准静态过程
  2.2 内能功热量
   2.2.1 内能
   2.2.2 功
   2.2.3 热量
  2.3 热力学第一定律
   2.3.1 能量守恒定律的建立
   2.3.2 内能定理
   2.3.3 热力学第一定律
  2.4 热容焓
   2.4.1 热容的定义
   2.4.2 定容热容与内能
   2.4.3 定压热容与焓
  2.5 理想气体的内能与焓
   2.5.1 焦耳实验与焦耳定律
   2.5.2 理想气体的宏观特性
   2.5.3 理想气体的热容及内能
  2.6 热力学第一定律在理想气体中的应用
   2.6.1 等容过程、等压过程、等温过程
   2.6.2 绝热过程
   2.6.3 多方过程
  2.7 循环与应用
   2.7.1 循环过程
   2.7.2 热机
   2.7.3 制冷与热泵
  2.8 焦耳-汤姆孙效应(等焓过程)
   2.8.1 焦耳-汤姆孙效应是等焓过程
   2.8.2 焦耳-汤姆孙系数与转换曲线
  思考题
  习题
第三章 热力学第二定律与熵
  3.1 可逆过程与不可逆过程
   3.1.1 自然过程的方向
   3.1.2 可逆过程与不可逆过程
  3.2 热力学第二定律的表述及其实质
   3.2.1 热力学第二定律的两种表述及其等效性
   3.2.2 热力学第二定律与热力学第一定律、 热力学第零定律的比较
  3.3 卡诺定理及其应用
   3.3.1 卡诺定理
   3.3.2 卡诺定理的应用
  3.4 热力学温标热力学第三定律
   3.4.1 热力学温标
   3.4.2 热力学第三定律
   *3.4.3 负温度
   3.4.4 关于各种温标的小结
  3.5 态函数熵
   3.5.1 克劳修斯等式
   3.5.2 熵
   3.5.3 温-熵图
  3.6 熵增原理
   3.6.1 热力学第二定律的数学表达式
   3.6.2 熵差的计算
   3.6.3 熵增原理
   *3.6.4 热力学研究的新进展
  思考题
  习题
第四章 气体平衡态的分子动理论
  4.1 概率与统计简介
   4.1.1 概率的基本概念
   4.1.2 概率的基本性质
   4.1.3 离散型随机变量的概率分布
   4.1.4 连续型随机变量的概率密度分布函数
   4.1.5 统计平均值及涨落
  4.2 热力学系统的微观描述
   4.2.1 相空间
   4.2.2 微观状态与分布
   4.2.3 等概率原理
   4.2.4 热力学概率
   4.2.5 最概然分布
   4.2.6 宏观量是相应微观量的统计平均值
  4.3 气体分子的特性
   4.3.1 布朗运动
   4.3.2 气体分子的特征参量
  4.4 分子间的相互作用力模型
   4.4.1 常见的气体分子间相互作用力模型
   4.4.2 理想气体模型
   4.4.3 范德瓦耳斯气体模型
  4.5 分子在速度和速率空间运动的统计描述
   4.5.1 速度分布函数
   4.5.2 速率分布函数
  4.6 分子碰撞的统计规律
   4.6.1 气体分子间的碰撞
   4.6.2 气体分子按自由程的分布
   4.6.3 气体分子的平均碰壁数
  4.7 气体压强和温度的微观解释
   4.7.1 气体压强的微观解释
   4.7.2 温度的微观解释
  思考题
  习题
第五章 玻耳兹曼分布及其应用
  5.1 玻耳兹曼最概然分布
  5.2 重力场中分子数目和压强按高度的分布律
   5.2.1 重力场中分子数密度按高度的分布
   5.2.2 重力场中气体压强按高度的分布
   5.2.3 等温大气模型
  5.3 麦克斯韦速度分布律
   5.3.1 麦克斯韦速度分布律的函数形式
   5.3.2 麦克斯韦速度分量的分布函数
  5.4 麦克斯韦速率分布律及其特征速率
   5.4.1 麦克斯韦速率分布律
   5.4.2 特征速率
   *5.4.3 归一化速率的分布函数
  5.5 麦克斯韦速度分布律的实验验证
  5.6 麦克斯韦速度分布律与速率分布律的应用举例
  5.7 能量按能量自由度均分定理
   5.7.1 气体的内能
   5.7.2 分子的平均动能
   5.7.3 力学自由度与能量自由度
   5.7.4 能量均分定理
   5.7.5 理想气体的内能及定容热容的实验验证
   *5.7.6 能量均分定理的局限
  5.8 熵的统计解释
   5.8.1 玻耳兹曼关系式
   5.8.2 理想气体的玻耳兹曼熵等价于热力学熵
  思考题
  习题
第六章 气体的输运过程
  6.1 输运过程的宏观规律
   6.1.1 黏滞现象的宏观规律
   6.1.2 热传导现象的宏观规律
   6.1.3 扩散现象的宏观规律
   6.1.4 三种输运过程的宏观特征
  6.2 输运过程中微观粒子的运动
   6.2.1 一维输运模型
   6.2.2 单位时间穿过单位面积的分子数
   6.2.3 分子最后一次受碰的平均地点
  6.3 输运过程的微观解释
   6.3.1 黏滞现象的微观解释
   6.3.2 热传导现象的微观解释
   6.3.3 扩散现象的微观解释
   6.3.4 输运过程简单微观理论与实验的比较
  6.4 超稀薄气体的热传导现象及黏滞现象
  *6.5传热的基本方式
   6.5.1 热传导传热
   6.5.2 对流传热
   6.5.3 辐射传热
  思考题
  习题
第七章 液态与固态的性质
  7.1 物质的物态
   7.1.1 固态 液态 气态
   *7.1.2 其他物态
  7.2 液体的分类与微观结构
   7.2.1 液体的分类
   7.2.2 液体的微观结构与热运动
  7.3 液体的彻体性质
   7.3.1 液体的压缩
   7.3.2 液体的热容
   7.3.3 液体的输运性质
  7.4 液体的表面性质
   7.4.1 表面张力及其微观解释
   7.4.2 表面张力的方向与大小
   7.4.3 附加压强与拉普拉斯公式
  7.5 润湿
   7.5.1 润湿现象
   7.5.2 接触角
   *7.5.3 润湿现象的微观解释
  7.6 毛细现象
   7.6.1 毛细现象及其成因
   7.6.2 毛细现象中液面变化高度
  7.7 固体的性质简介
   7.7.1 晶体
   7.7.2 非晶体
  *7.8晶体的热容
   7.8.1 杜隆-珀替定律
   7.8.2 爱因斯坦模型
   7.8.3 能斯特公式
   7.8.4 德拜模型
  思考题
  习题
第八章 相变
  8.1 系统的相与相变
   8.1.1 相的概念
   8.1.2 相变与物态变化
   8.1.3 相变潜热
   *8.1.4 相变技术
  8.2 液态和气态之间的相变
   8.2.1 汽化与液化
   8.2.2 汽化热和液化热
   8.2.3 饱和蒸气压
   8.2.4 沸腾
   8.2.5 汽化曲线
   8.2.6 空气的湿度
  8.3 固液相变与固气相变
   8.3.1 熔化(熔解)与凝固
   8.3.2 熔化热
   8.3.3 升华与凝华
   8.3.4 升华热与凝华热
   8.3.5 熔化曲线与升华曲线
  *8.4相平衡
   8.4.1 自由能 自由焓 化学势
   8.4.2 相平衡条件
  8.5 相图及其应用
   8.5.1 三相图
   8.5.2 三相点
   8.5.3 从三相图看系统的状态
   8.5.4 三相图的应用
  *8.6克拉珀龙方程
   8.6.1 克拉珀龙方程的数学表达式
   8.6.2 克拉珀龙方程的证明
   8.6.3 在一级相变时的具体应用
   8.6.4 饱和蒸气方程
  *8.7范德瓦耳斯气体
   8.7.1 实际气体的实验等温线
   8.7.2 由范德瓦耳斯方程得到的等温线
  思考题
  习题
附录 部分物理量与符号