В общем, при составлении этого конспекта определённую роль сыграли лекции, прочитанные Л. Н. Сидоровым 311 группе осенью 2003 года. Но роль лекций, в конечном итоге, оказалась весьма и весьма скромной. В целом конспект написан в рамках программы коллоквиумов Дурова и охватывает всю программу лекций. Он также вполне подходит для общего потока: здесь есть всё кроме решёточной модели для растворов, изотермы БЭТ и кое-каких мелочей. Общей идеей при написании конспекта стало как можно более полное обоснование всех приводимых утверждений; именно по этой причине изложение иногда довольно далеко уходит от программы. Общий курс физхимии предполагает разделение лекций и семинаров, поэтому материал является сугубо теоретическим: примеров почти нет.

Глава 1, а также § 2.1 написаны, в основном, по лекциям: в § 1.5 упорядочены и расширены формулировки II начала термодинамики, добавлены доказательства к теоремам Карно; в § 1.6 приведены в чувство формулировки III начала термодинамики и сопутствующей ему теоремы Нернста. Наконец, § 1.2 обобщает материалы первого семинара – в лекциях этого практически нет.

§ 2.2 и первая половина 2.3 посвящены типам и устойчивости термодинамических равновесий – тема, присутствующая в программе, но таинственным образом исчезающая из лекций. Практически все выкладки взяты из Ландау-Лифшица; у Базарова написано очень похоже, но менее прозрачно. Метод якобианов для установления соотношений между различными производными характеристических функций отсутствует не только в лекциях, но и в семинарах, однако мне показалось необходимым включить его в конспект, дабы обеспечить строгость вывода термодинамических неравенств и показать один из наиболее общих приёмов работы с характеристическими функциями.

Вторая половина § 2.3 (собственно химическая термодинамика) сохранила что-то от лекций, но в целом всё стало гораздо систематичнее – в духе учебника Никольского. Всякая фигня от Сидорова вроде ящика Вант-Гоффа безжалостно убрана; выводы уравнений изобары и изохоры химической реакции не повторяют вывод уравнений Гиббса-Гельмгольца, а просто ссылаются на них. Наконец, благодаря § 2.2 становится логичным вывод условия химического равновесия.

Термодинамика растворов (§ 2.4) собрана из учебников Краснова и Никольского. В принципе, почти всё (за исключением доказательства теоремы Эйлера, функций смешения, избыточных величин) есть в лекциях, но изложено там весьма коряво и непоследовательно. Про фазовые равновесия (§ 2.5) в лекциях, наоборот, почти ничего нет: только уравнение фазы, правило фаз Гиббса и законы Гиббса-Коновалова. Теория критических точек, бинодали-спинодали, правило Максвелла, уравнение Клайперона-Клаузиуса написаны по Базарову (Ландау-Лифшицу); диаграммы двухкомпонентных систем и сопутствующие соотношения – по Краснову и, в меньшей степени, Никольскому.

§§ 2.6, 2.7 в целом написаны по лекциям. Тем не менее, для того, чтобы достичь здравого смысла в термодинамике сверхпроводящего состояния, пришлось прибегнуть к помощи учебника Базарова. Кроме этого, строгие выводы адсорбционного уравнения Гиббса и уравнения Лапласа взяты из лекций по адсорбции, а что имелось в виду под изобарой адсорбции мне, честно говоря, по-прежнему не совсем ясно.

Основным источником §§ 3.1–3.3 стал учебник Ландау-Лифшица; доказательство теоремы Лиувилля взято из лекций по статистической термодинамике, а общая идея введения матрицы плотности как обобщения квантовомеханического и статистического усреднений найдена в учебнике Балеску. Это, пожалуй, самое сложное место всего курса и мне, например, остаётся не совсем ясным простое заимствование квантовомеханических матриц плотности, которое осуществлено в V томе Ландау-Лифшица. В лекциях вместо всего этого идёт какое-то полнейшее безобразие, не нашедшее, в конечном итоге, отражения в настоящем конспекте.

§ 3.4 повторяет лекции, однако энтропия введена осмысленно, а не отбалдово, как у Сидорова. Кроме этого, в лекциях ничего не говорится о термодинамических величинах в случае большого канонического распределения (эта часть взята из учебника Ландау-Лифшица). §§ 3.5, 3.6 также написаны по лекциям, однако там распределение Больцмана идёт в самом начале статов, до распределений Гиббса, поэтому его физический смысл остаётся не совсем ясен. Также добавлен очень существенный для химической кинетики расчёт числа парных столкновений в идеальном газе.

§§ 4.1–4.3 написаны по лекциям, в которых, однако, нет ни слова о вращательной сумме по состояниям двухатомной молекулы для случая атомов одного типа и возникающих при этом запретах (хотя что-то про орто- и пара-водород при этом есть, как ни странно). Вращательные суммы по состояниям для многоатомного идеального газа также написаны по Ландау-Лифшицу. Кроме этого, приведён в чувство (в частности, написан в общем виде) статистический расчёт констант равновесия.

В § 4.4 из лекций взяты вывод соотношения для энергии Ферми и само понятие Бозе-конденсации (ничего больше в них всё равно нет). Остальное собрано из лекций по статистической термодинамике и книги Климонтовича. § 4.5 написан по лекциям, а вывод суммы по состояниям для газа Ван-дер-Ваальса уточнён по Ландау-Лифшицу. Наконец, § 4.6 повторяет лекции с точностью до того, что функция распределения по частотам берётся в них "с потолка", а про дефекты есть только одна сумма по состояниям. Всё, касающееся колебаний в кристалле и вывода модели Дебая, взято из лекций по статистической термодинамике, а также Ландау-Лифшица. Обоснование существования точечных дефектов в равновесном кристалле взято... из головы; очень простой вывод, который, однако, довольно редко встречается в книгах (редкое исключение – учебник Isihara).

При написании главы 5 была активно использована книга "вопросов и ответов" Агеева. В лекциях эта самая линейная термодинамика необратимых процессов изложена настолько скупо, что, считай, и нет её там вовсе – определение потока, силы, соотношение взаимности... всё. Книга же Агеева тоже не очень вдохновляет: определение потока вызывает некоторые вопросы, ответить на которые я толком не могу. Короче, мои извинения, если это приведёт к каким-то проблемам. А так: пользуйтесь на здоровье:-)

Полезная литература