介绍
郑维谋先生很少离开北京热力学与统计物理试题及答案，约半个世纪前，他曾在湖南临湘短暂工作过一段时间，但从未去过长沙。今年，长株潭的几所大学邀请他去讲学。于是，岳麓山菊花初开之时，郑维谋先生便来到山下小住。
见面时，他说自己离开北京前看过几本书，发现对热的定义和表述并没有统一意见。我说热可以看作是平衡分布的偏离。没想到，这竟然是他心目中最好的答案。闲聊中，我们发现，我们有一个共同的感受：从教与学的角度看，本科生课程《热力学与统计物理》比《量子力学》难得多。至于周世勋的《量子力学教程》，全国最精通这本书的十个人中，我应该是其中之一。我不是《量子力学》的主讲老师，但我随时可以走上讲台。不说别的，《量子力学》入门容易，再深究也不难。 但我教了十几年《热力学》和《统计物理》，还是达不到教《量子力学》的水平。不过挑战往往会刺激一些男性荷尔蒙，困难对男人来说未必是坏事。每上一节课，我都付出了很大的努力。十几年来，我从未厌倦。
临走时，郑教授给了我一本他修订过的朗道《统计物理学I（第五版）》（高等教育出版社，2011年出版）。注意，是第五版，最新的英文版，而且才第三版。在这本书的“From the to”部分，第一句话就吐槽了学术界对统计物理学一个相当普遍的误解。这也间接说明了热力学和统计物理学的教学和学习难度。
由于时间紧迫，我以为我会有充足的时间去学习，但事实上并非如此。我有很多问题只能等有机会时才问。
1. 热力学有两个“基本方程”
热力学中也有类似于量子力学中薛定谔方程的“基本方程”，但不止一个，而是两个：
下标表示实际过程，下标表示可逆过程。为简单起见，$Delta W_{}$ 仅包括体积变化功和化学功。
第一个方程中，内能是联系实际过程中热量传递、所做功与体系状态变化的桥梁；第二个方程是热力学第二定律的积分形式。两个方程都是积分方程，积分比微分更贴近现实。
国内教材普遍认为，《热力学》中定义的基本方程只有一个，即dU=TdS-pdV+μdn。这个方程充其量只能称为可逆过程的基本方程，它联系了两个状态之间的量，却没有把现实过程和这些状态的变化联系起来。事实上，国外主流教材如《热力学基本方程》等，也没有特意把这个方程推到“热力学基本方程”的位置上。另一方面，如果这个热力学基本方程有至高无上的地位，那么如何推导出最大功原理呢？
为了说明这两个“基本方程”的实用性，制作了一套《热力学》开卷考试试题，我在这学期《热力学与统计物理》的教学中使用过一次，考试效果还不错。
2014年度热力系统中期考试试卷.pdf
2014 热力学与统计物理期中考试答案.pdf
2.王竹溪热力学教学体系及王竹溪教学流派
我相信王竹溪先生深知《热力学》教学的艰难。目前，国内《热力学》教学基本沿袭了王先生开创的体系。王先生的《热力学》从未出版过第二版，实为天下之法。我称之为王竹溪教学流派。这一流派的根本特点是：有“三个基本热力学函数，即状态方程、内能和熵”的说法。国外没有这样的说法。为什么呢？我请教了王竹溪先生的学生林宗翰先生，他是王竹溪流派的重要继承人，也是《热力学与统计物理》（北京大学出版社2010年出版）教材的作者，但他无法回答我的问题。 王先生弟子王正兴教授曾写过一本王竹溪先生的传记《严谨朴素之美》（北京大学出版社2008年出版），其中《热力学》的内容和写作过程是其看点，但其中却没有这方面的内容。
这个问题经过反复思考，结论是“三个基本热力学函数”这个术语是中国人对《热力学》体系的贡献！王先生的深层次思考一定是：要完全确定一个体系的全部热力学性质，需要经过几次独立的物理实验！所谓深层次，不是只看这个术语本身，而是看这个术语和物理现实或理论原理之间的关系。
因为这个理念，王竹溪老师特意安排了一小节讲如何确定基本热力学函数。从这一节的内容我们可以看出，只需要两类实验：测量状态方程和热容量，就可以确定一个体系的所有热力学性质。在分析一些具体的体系，比如理想气体时，我们可以发现这两类实验包括三个独立的实验：波义尔实验、热力学实验和焦耳实验。
所以热力学与统计物理试题及答案，这是一个非常实际、非常接地气的主张。
当然，可能没有完美的教学体系。所以，如果要吹毛求疵的话，在王竹溪的热力学中，化学势被定义为摩尔吉布斯函数。因此，王竹溪的教学学校不需要用欧拉齐次函数定理来证明以下关系：U=TS-PV+μn（参考期中考试第2题）。这可能是为了降低教学难度。在欧美流行的做法中，对于封闭系统，化学势一般不定义。
3. 结论
我们必须从非平衡中理解平衡，从不可逆中理解可逆性。
有理论深度是深奥，能实践做到“一招制敌”也是深奥。
如果从理论深度出发，就必须注重实践衡量；如果从实践衡量出发，就必须注重理论深度。
王国维论诗人的自由：“诗人必须有鄙视外物之心，才能呼风唤月为仆；诗人必须有重视外物之心网校头条，才能与花鸟同甘共苦。”这就是物理学家对待现实与理论的态度！
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附：国外主要教材中均未提及“三个基本热力学函数”，例如可以参考如下书籍和手册：
1. 热力学标准教科书《》（第7版），p297-298。
也就是四个基本热力学函数，就是四个特征函数！
2. CRC标准手册《PI-40的CRC》
即四个基本热力学函数或四个特征函数：内能、焓、自由能和吉布斯函数。