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张有学 著; 倪怀玮 译 / 高等教育出版社 / 2010-01 / 平装
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地球化学动力学
《地球化学动力学》从理论和应用方面系统地阐述了地球化学动力学——化学动力学应用于地质问题的学科。《地球化学动力学》既介绍了化学动力学的基本理论和应用,也详尽地总结了地球化学工作者提出的各种理论和应用,尤其是高温地球化学方面的理论,如变温动力学和反演理论。其中的反演理论包括了地质年代学(同位素定年)、热年代学(反演温度一时间历史)和地质速率计(推测冷却速率)。《地球化学动力学》的第一章在基础水平上综述了地球化学动力学的整个研究领域,其后各章分别针对均相反应、物质迁移、多相反应,以及反演问题阐释了理论和应用。
《地球化学动力学》的大多数例子取自高温地球化学研究,也有一些例子取自天文学和环境科学。《地球化学动力学》还提供了附录、章末习题以及丰富的参考文献。读者最好具备简单微分方程、线性代数和热力学(本科物理化学课程水平)的基本知识。《地球化学动力学》是所有对地球化学动力学问题感兴趣的学生和学者的珍贵资源。
插图一览表格一览符号表物理常数第1章简介和综述1.1热力学与动力学1.2化学动力学与地球化学动力学1.3均相反应动力学1.3.1反应进度参数}1.3.2基元反应与总反应1.3.3反应的分子数1.3.4反应速率定律、反应速率常数和反应级数1.3.5不同级数反应的浓度演化1.3.6反应速率常数随温度的变化:阿伦尼乌斯方程1.3.7变温反应动力学1.3.8更复杂的均相反应1.3.9确定反应速率定律、反应速率常数和反应机制1.4物质迁移和热传递1.4.1扩散1.4.2对流1.5多相反应动力学1.5.1控制因素和“反应定律”1.5.2多相反应中的步骤1.6反应速率常数与扩散系数的温度和压力效应1.6.1碰撞理论1.6.2过渡态理论1.7反演问题1.7.1冷却过程中的反应和扩散1.7.2地质年代学、封闭年龄和热年代学1.7.3地质温度计、表观平衡温度和地质速率计1.7.4两相或多相交换反应的地质速率计1.7.5小结1.8附注1.8.1动力学问题中所需要的数学1.8.2揭开一些似乎违反热力学的反应之谜1.8.3其他“似是而非”之谜1.8.4对未来研究的展望习题第2章均相反应动力学2.1可逆反应2.1.1一级可逆反应的浓度演化2.1.2二级可逆反应的浓度演化2.1.3冷却过程中的可逆反应2.1.4斜方辉石中的Fe-Mg有序一无序反应2.1.5流纹岩浆中水的种型反应2.2链式反应2.2.1放射性衰变系列2.2.2链式反应导致的负活化能2.2.3臭氧的热分解2.3平行反应2.3.1水溶液中Fe2+Fe3+间的电子转移2.3.2溶解的C02形成碳酸氢根2.3.3氢的核燃烧2.4特殊主题2.4.1臭氧的光化学合成和分解与臭氧层空洞2.4.2受扩散控制的均相反应2.4.3玻化转变习题第3章物质迁移:扩散和对流3.1基础理论和概念3.1.1物质守恒和迁移3.1.2能量守恒3.1.3动量守恒3.1.4扩散的类型3.2二元体系中的扩散3.2.1扩散方程3.2.2初始条件和边界条件3.2.3稳态下扩散方程的简单解3.2.4扩散系数恒定时一维无限或半无限介质中的扩散3.2.5瞬时平面源、线源或点源3.2.6叠加原理3.2.7扩散系数恒定时一维有限介质中的扩散:分离变量法3.2.8可变动的扩散系数3.2.9二元体系中的上坡扩散和不稳分解3.2.10三维扩散;不同坐标系3.2.11各向异性介质中的扩散;扩散张量3.2.12求扩散方程解析解方法总结3.2.13数值解3.3多种型组分的扩散3.3.1水在硅酸岩浆中的扩散3.3.2C02在硅酸岩浆中的扩散3.3.3氧在岩浆和矿物中的扩散3.4多组分体系中的扩散3.4.1有效二元方法3.4.2改进的有效二元方法3.4.3基于浓度的多组分扩散系数矩阵3.4.4基于活度的多组分扩散系数矩阵3.4.5结语3.5一些特殊的扩散问题3.5.1放射性组分的扩散3.5.2放射成因组分的扩散和热年代学3.5.3里策冈0环(Liesegangrings)3.5.4同位素比值扩散曲线与元素浓度扩散曲线3.5.5移动边界问题3.5.6扩散和流动3.6扩散系数3.6.1实验测定扩散系数3.6.2关于扩散系数的关系和模型习题第4章多相反应动力学4.1多相反应的基元过程和特殊问题4.1.1成核4.1.2界面反应4.1.3物质迁移和热传递的作用4.1.4枝晶生长4.1.5多个晶体的成核和生长4.1.6颗粒粗化4.1.7形成新相的动力学控制4.1.8备注4.2由物质迁移或热传递控制的单个晶体、气泡或液滴的溶解、熔融和生长4.2.1参照系4.2.2无限熔体介质中晶体的扩散溶解4.2.3无限流体介质中下沉或上浮晶体的对流溶解4.2.4晶体的扩散生长和对流生长4.2.5气泡的扩散生长/溶解和对流生长/溶解4.2.6其他可作类似处理的问题4.2.7界面反应和扩散的相互影响4.3其他多相反应4.3.1啤酒和香槟中气泡生长的化学动力学和物理动力学4.3.2爆发式火山喷发的动力学4.3.3两种接触晶相之间的组分交换4.3.4熔体包裹体或流体包裹体与宿主矿物的扩散再平衡4.3.5两种晶相的熔融或相互反应4.4未来研究的方向习题第5章反演问题:地质年代学、热年代学和地质速率计5.1地质年代学5.1.1定年方法1:可以推测最初母核素数目5.1.2定年方法2:可以推测最初子核素数目5.1.3定年方法3:等时线法5.1.4定年方法4:用已绝灭核素测相对年龄5.1.5准确定年的若干条件5.2热年代学5.2.1封闭温度和封闭年龄5.2.2扩散丢失与放射成因增长的数学分析5.2.3封闭温度概念的拓展5.2.4应用5.3地质速率计5.3.1基于均相反应的定量地质速率计5.3.2测量无水玻璃的热容以估计冷却历史5.3.3单晶内基于扩散和环带结构的地质速率计……附录习题答案参考文献索引
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开播时间:09月02日 10:30