Podręcznik powstał na podstawie wykładów dla studentów pierwszego roku fizyki Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu. Materiał jest tak dobrany, by mogli z niego skorzystać również studenci chemii, biologii, biofizyki, a także farmacji i medycyny.

Spis treści:

Przedmowa
Wykaz symboli

Część I. Termodynamika

Rozdział 1. Podstawowe pojęcia w termodynamice
1.1. Mikro- i makrostan układu termodynamicznego
1.2. Wyodrębnienie układu z otoczenia
1.3. Parametry zewnętrzne i wewnętrzne układu termodynamicznego
1.4. Stan równowagi. Zerowa zasada termodynamiki
1.5. Parametry stanu, parametry intensywne i ekstensywne
1.6. Procesy przemiany stanu

Rozdział 2. Formy różniczkowe w termodynamice
2.1. Pochodne funkcji dwu zmiennych niezależnych
2.2. Tożsamości między pochodnymi cząstkowymi
2.3. Inne formy różniczkowe
Przykład 2.3.1. Różniczki zupełne i niezupełne w termodynamice
Przykład 2.3.2. Zastosowanie tożsamości między pochodnymi cząstkowymi

Rozdział 3. Entropia i temperatura
3.1. Mikrostany i entropia
3.2. Temperatura
3.3. Skale termometryczne
3.4. Termometry

Rozdział 4. Ciepło a zasada zachowania energii
4.1. Zasada zachowania energii i energia wewnętrzna
4.2. Pierwsza zasada termodynamiki
Przykład 4.2.1. Energia wewnętrzna gazu doskonałego
ś 4.3. Ciepło izochoryczne
4.4. Ciepło izobaryczne. Entalpia
Przykład 4.4.1. Entalpia gazu doskonałego
4.5. Stan odniesienia (standardowy)
4.6. Pomiar ciepła
4.6a. Ciepło reakcji chemicznej
4.6b. Ciepło izobaryczne. Biokalorymetria
4.7. Pojemność cieplna i ciepło właściwe
Przykład 4.7.1. Pojemność cieplna gazu doskonałego
Przykład 4.7.2. Wyznaczanie współczynnika x metodą Clementa-Desormesa
Przykład 4.7.3. Pomiar izobarycznego ciepła właściwego (cp) gazów
Przykład 4.7.4. Pomiar izochorycznego ciepła właściwego (cv) gazów
Przykład 4.7.5. Wyznaczanie ilości ciepła metodą ostygania Newtona
4.8. Ciepło właściwe wody i ciał stałych
4.9. Kalorymetry
4.10. Prawo Hessa - pośrednie wyznaczanie ciepła reakcji i prawo Kirchhoffa

Rozdział 5. Kierunek przemiany stanów
5.1. Procesy nieodwracalne
5.2. Fenomenologiczna definicja entropii
Przykład 5.2.1. Entropia gazu doskonałego
Przykład 5.2.2. Równanie przemiany adiabatycznej gazu doskonałego (równanie Poissona)
Przykład 5.2.3. Samorzutny proces wyrównywania temperatur
5.3. Procesy odwracalne i praca
Przykład 5.3.1. Odwracalne wyrównywanie temperatur
Przykład 5.3.2. Nieodwracalne mieszanie gazów doskonałych
5.4. Wartość odniesienia entropii. Trzecia zasada termodynamiki
5.5. Potencjały swobodne. Tożsamości termodynamiczne
5.6. Konsekwencje trzeciej zasady termodynamiki
5.7. Produkcja i przepływ entropii
Przykład 5.7.1. Dodatnia produkcja entropii (1)
Przykład 5.7.2. Zerowa produkcja entropii
Przykład 5.7.3. Dodatnia produkcja entropii (2)
Przykład 5.7.4. Produkcja entropii i stan stacjonarny
5.8. Druga zasada termodynamiki
Przykład .5.8.1. Zwijanie polimeru w kłębek
Przykład 5.8.2. Reakcje spalania
Przykład 5.8.3. Reakcje wybuchu
5.9. Demon Maxwella
Przykład 5.9.1. Zwijanie łańcucha polipeptydowego " w kłębek
5.10. Lokalne sformułowanie drugiej zasady termodynamiki
Przykład 5.10.1. Termodyfuzja
5.11. Cykl Carnota
Przykład 5.11.1. Wydajność cyklu Carnota
Przykład 5.11.2. Sprawność silnika Carnota, jeżeli substancją roboczą jest gaz doskonały
Przykład 5.11.3. Odwrotny cykl Carnota. Chłodziarki
Przykład 5.11.4. Praca maksymalna i praca stracona
5.12. Zasady pracy minimalnej
5.12a. Przemiany izoentropowe
5.12b. Przemiany izotermiczne
5.12c. Przemiany izoentropowo-izobaryczne
5.12d. Przemiany izotermiczno-izobaryczne
Przykład 5.12.1. Ogniwo Daniella
Przykład 5.12.2. Zmiana energii swobodnej i wewnętrznej przy odkształceniach podlegających prawu Hooke'a
5.13. Nieodwracalność procesów i warunki równowagi
5.14.. Warunki równowagi układów wielofazowych
5.15. Nierówności termodynamiczne. Reguły przekory

Rozdział 6. Układy otwarte
6.1. Potencjał chemiczny
6.2. Warunki dyfuzji i równowagi w układzie wieloskładnikowym
6.3. Równania Gibbsa - Duhema
6.4. Reguła faz Gibbsa
6.5. Równanie Clausiusa - Clapeyrona. Wykres charakterystyczny
Przykład 6.5.1. Przemiana ciecz-para
Przykład 6.5.2. Wykres charakterystyczny wody i dwutlenku węgla
Przykład 6.5.3. Objętość molowa lodu i wody
Przykład 6.5.4. Wykres fazowy siarki
Przykład 6.5.5. Wykres fazowy wodnego roztworu soli kuchennej

Rozdział 7. Stan równowagi fazowej i chemicznej
7.1. Stan odniesienia molowego potencjału Gibbsa gazów. Aktywność ciśnieniowa. Lotność
7.1a. Gaz doskonały
7.1b. Gaz rzeczywisty. Aktywność ciśnieniowa. Lotność
7.1c. Metoda wyznaczania aktywności ciśnieniowej (a(p)) gazu rzeczywistego
7.2. Para nasycona cieczy i ciała stałego. Stan odniesienia potencjału chemicznego cieczy
7.3. Równowaga ciecz-para w dwuskładnikowych roztworach rozcieńczonych
7.3a. Sposoby wyrażania stężenia roztworów
7.3b. Prawo Raoulta i prawo Henry'ego
7.3c. Potencjał Gibbsa i stan odniesienia
7.4. Roztwory doskonałe
7.5. Aktywność i współczynnik aktywności roztworów
7.6. Reakcja chemiczna i stan równowagi
7.6a. Reagenty są gazami doskonałymi
7.6b. Reagenty są gazami rzeczywistymi
7.6c. Reagenty są składnikami roztworu
Przykład 7.6.1. Synteza amoniaku

Dodatek
D1. Gradient. Potencjał
D2. Tożsamości Gibbsa - Helmholtza
D3. Minimum funkcji wielu zmiennych
D4. Jakobiany. Nierówności termodynamiczne
D4a. Jakobiany
D4b. Nierówności termodynamiczne
D5. Funkcje jednorodne

Bibliografia
Spis rysunków
Spis tabel