给水排水化学基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国建筑工业出版社

作者:杨淑霞

出品人:

页数:422

译者:

出版时间:2001-6

价格:32.50元

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isbn号码:9787112043972

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• 给水排水
• 水化学
• 环境化学
• 水处理
• 化学基础
• 环境工程
• 水质分析
• 消毒技术
• 腐蚀控制
• 水处理工艺

给水排水化学基础：探索水处理的奥秘 这本书并非关于给水排水化学基础的，而是旨在为读者揭示一个更广阔、更深邃的科学世界，一个充满无限可能与未知的领域—— 量子纠缠与多维空间探索。 引言：超越日常的感知，触及宇宙的本质 我们生活在一个三维空间和线性时间构成的世界中。然而，物理学最前沿的研究不断挑战着我们对现实的直观理解。量子力学向我们展示了一个微观粒子行为完全不同于宏观物体的奇异领域，而理论物理学则推测，我们感知到的三维空间可能只是更高维度宇宙中的一个“切片”。这本书将带领您踏上一场史无前例的探索之旅，深入了解量子纠缠这一令人费解却又至关重要的量子现象，并展望它在揭示多维空间奥秘方面可能扮演的角色。 第一章：量子世界的奇异舞步——初探量子纠缠 想象一下，两颗粒子，无论相隔多远，它们的状态都能瞬间相互影响。这就是量子纠缠，一个爱因斯坦曾称之为“幽灵般的超距作用”的现象。本章将从宏观世界的经典物理学概念出发，逐渐引入量子的奇特之处。我们将用生动形象的比喻，解释叠加态、波函数坍缩等基本概念，为理解量子纠缠奠定基础。 经典与量子的鸿沟： 从牛顿的力学定律到麦克斯韦的电磁理论，经典物理学构建了一个有序而可预测的宇宙模型。然而，当我们将目光投向原子和亚原子粒子时，这种模型便显得捉襟见肘。黑体辐射、光电效应等实验现象，迫使科学家们不得不引入“量子”的概念。 波粒二象性的悖论： 光既是波又是粒子，电子也同样如此。这种看似矛盾的性质，是理解量子世界的第一把钥匙。我们将通过双缝干涉实验等经典实验，直观地展示这种奇特的波粒二象性。 叠加与测量： 在被观测之前，一个量子系统可以同时处于多种可能的状态。这种“叠加态”的存在，是量子计算和量子通信等未来技术的核心。然而，一旦我们进行测量，叠加态就会“坍缩”，系统随机地选择其中一个状态。这种测量对系统的不可避免的影响，正是量子世界与宏观世界最大的不同。 纠缠的诞生： 纠缠并非凭空产生，它通常发生在粒子相互作用的过程中。一旦粒子发生纠缠，它们就形成了一个不可分割的整体，无论它们在空间上如何分离。本章将通过贝尔不等式等实验证据，证明量子纠缠的非定域性，即其关联性不受空间距离的限制。 第二章：爱因斯坦的困惑与贝尔的胜利——量子纠缠的实验验证 爱因斯坦对量子力学的完备性持怀疑态度，他认为量子纠缠的存在意味着存在“隐变量”，即我们尚未发现的、决定粒子行为的隐藏因素。然而，约翰·斯图尔特·贝尔提出的不等式，为验证量子纠缠的非定域性提供了实验依据。本章将详细阐述爱因斯坦-波多尔斯基-罗森（EPR）佯谬，以及贝尔不等式如何巧妙地将量子力学的预测与定域实在论区分开来，并介绍 Aspect、Clauser、Zeilinger 等科学家进行的里程碑式实验，如何一次又一次地证明了量子纠缠的真实存在。 EPR佯谬的挑战： 爱因斯坦等人提出的EPR佯谬，旨在通过“思考实验”暴露量子力学的“不完备性”。他们认为，如果量子纠缠是真实的，那么它将违反定域实在论——即一个物体的性质只能由其直接的局部环境决定，并且信息传播的速度不能超过光速。 贝尔不等式的数学之剑： 贝尔不等式并非直接验证量子纠缠，而是提供了一种检验“定域隐变量理论”与量子力学预测之间差异的方法。如果测量结果违反了贝尔不等式，那么定域隐变量理论就站不住脚，量子力学对纠缠的描述才是正确的。 实验的证据链： 从最初的理论构想到后来的精密实验，量子纠缠的验证过程充满了智慧与挑战。本章将回顾一系列经典的实验，包括 Aspect 在20世纪80年代的实验，以及近些年来更先进的实验，它们以越来越高的精度证明了量子纠缠的非定域性，并排除了绝大多数定域隐变量理论的可能性。 超越纠缠的意义： 贝尔实验的胜利，不仅仅是对量子纠缠的确认，更是对我们理解宇宙基本法则的一次深刻革新。它告诉我们，宇宙的运作方式远比我们想象的更加奇特和深刻。 第三章：纠缠的哲学与信息——理解纠缠的深层含义 量子纠缠不仅仅是一个物理现象，它还引发了深刻的哲学思考，并对信息科学产生了革命性的影响。本章将探讨量子纠缠在信息论、通信和计算领域的潜在应用，以及它可能如何改变我们对现实、因果关系甚至意识的理解。 量子信息论的基石： 量子纠缠是量子信息论的核心概念。量子比特（qubit）通过纠缠可以携带比经典比特更多的信息，这为量子计算的强大算力提供了可能性。 量子通信的无限可能： 量子隐形传态，利用纠缠可以将一个量子态从一个地方“传输”到另一个地方，而无需物理移动粒子本身。这在未来安全通信，如量子密钥分发（QKD）中具有至关重要的作用。 因果律的新视角： 纠缠的非定域性是否会挑战因果律？虽然目前的研究表明，纠缠并不能用于超光速通信，从而避免因果悖论，但它确实促使我们重新审视因果关系在量子层面的运作方式。 意识与现实的交织： 一些前沿的理论甚至将量子纠缠与意识的本质联系起来。虽然这些观点仍处于高度推测阶段，但它们揭示了我们对宇宙最基本问题的探索，已经触及了科学与哲学的边界。 第四章：穿越维度的帷幕——量子纠缠与多维空间猜想 如果宇宙不仅仅是四维时空，而是存在更高维度，那么量子纠缠是否与这些更高维度有着不为人知的联系？本章将深入探讨弦理论、M理论等现代物理学理论中关于额外维度的构想，并尝试解释量子纠缠可能在这些多维空间模型中扮演的角色。 弦理论的低语： 弦理论将基本粒子视为高维度空间中微小振动的弦。在这些理论中，额外维度的存在是模型成立的必要条件。 布兰（Branes）与我们的宇宙： M理论提出，我们的宇宙可能只是一个嵌入在更高维度空间中的“膜”（brane）。量子纠缠的存在，是否暗示了我们与宇宙中其他“膜”的潜在连接？ 纠缠的“引力”之谜： 一些研究者提出了“全息原理”的猜想，认为高维度的信息可以被编码在低维度的表面上。量子纠缠是否可以被看作是高维空间中某种“纠缠”在低维度上的投影？ 从猜想到验证： 探索多维空间是当前物理学最前沿的领域之一，直接的实验证据仍然难以获得。本章将介绍一些理论上的推测和可能的观测方向，例如对宇宙微波背景辐射的分析，以及粒子对撞机上的极端能量实验，它们或许能为我们揭示高维度存在的蛛丝马迹。 引力与纠缠的统一？ 物理学界最大的梦想之一，就是找到一个能够统一量子力学和广义相对论的“万有理论”。一些理论认为，量子纠缠可能是理解量子引力，进而理解多维空间的关键。 第五章：未来的回响——纠缠驱动的革命 量子纠缠并非停留在理论的象牙塔。它已经开始驱动着一场技术革命，并在未来的科学发展中扮演着越来越重要的角色。本章将展望量子纠缠在量子计算、量子通信、量子传感等领域的应用前景，并思考它可能如何改变我们的社会、经济和认知方式。 量子计算机的崛起： 拥有指数级计算能力的量子计算机，将能够解决当前经典计算机无法企及的问题，例如新材料的设计、药物的研发、复杂系统的模拟等。 绝对安全的通信网络： 量子密钥分发（QKD）利用量子纠缠的特性，能够实现理论上不可破解的通信加密，为信息安全带来革命性的突破。 超高灵敏度的量子传感器： 量子纠缠使得我们可以构建比现有技术更为灵敏的传感器，用于探测微弱的磁场、引力波，甚至是大脑的神经活动。 改变世界的可能性： 从人工智能的突破到宇宙探索的新视野，量子纠缠的应用将深刻地影响人类社会的方方面面，开启一个全新的科学技术时代。 结语：探索无止境，认知新边界 《量子纠缠与多维空间探索》并非一本提供标准答案的书籍，而是一扇开启未知之门。它鼓励读者以开放的心态，拥抱科学前沿的挑战与惊喜。我们所了解的宇宙，或许仅仅是冰山一角。量子纠缠，作为连接微观奇妙与宏观奥秘的桥梁，正带领我们逐步揭开宇宙更深层次的真面目，并暗示着一个我们尚未能完全理解的多维现实。愿这本书能够点燃您对宇宙的好奇心，激发您探索未知的勇气，让我们一同踏上这场跨越时空的思想冒险。

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这本书的阅读体验非常“沉浸”，这主要归功于作者在文本中融入的丰富历史背景和行业规范演变。它不仅仅是一本关于化学原理的汇编，更像是一部关于人类如何认识、控制和改善水环境的简史。在介绍混凝沉淀技术的发展历程时，作者追溯了从早期使用明矾到现代聚合物絮凝剂的演变，穿插了关键科学发现背后的故事，这使得阅读过程充满了人文关怀。例如，对于饮用水标准（如WHO标准或国标）的解读，作者并未简单地列出数值，而是探讨了这些标准的制定是如何受到特定历史时期环境污染事件的驱动，以及各国在经济发展水平和公众接受度上的差异所影响的。这种宏观视角使得读者在学习具体化学参数时，能够更好地理解其背后的社会和政策意义。我感觉自己不只是在学习如何进行化学计算，更是在理解水处理行业数百年来的技术迭代与哲学思考。这种叙事手法非常高级，让一本专业书籍读起来丝毫不觉枯燥乏味，反而充满了探索的乐趣。

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我发现这本书在处理复杂化学反应动力学时，采取了一种非常务实和高效的教学策略。很多化学教材在引入速率方程和半衰期概念时，往往陷入纯数学推导的泥潭，让很多工程背景的学生望而却步。然而，这本书巧妙地将反应动力学与实际的反应器设计紧密结合起来。例如，在介绍污染物降解速率时，它引入了反应器停留时间分布（RTD）的概念，并解释了真实水处理构筑物中“活塞流”和“完全混合流”模型偏离时，污染物去除效率如何受到影响。这种将化学反应速率与水力学特性相结合的视角，极大地增强了理论的可操作性。此外，书中对于化学平衡的讨论也颇为深刻，特别是在涉及水体腐蚀与结垢的章节，作者详细绘制了pH值、温度和离子强度对碳酸钙、硫酸钙等难溶盐溶解度的影响图线，并结合实际管道材料的选择，给出了具体的腐蚀速率预测模型。这种将理论与工程实际中常见的“跑冒滴漏”和“设备失效”问题直接挂钩的处理方式，让枯燥的化学平衡瞬间变得“有血有肉”，让人深切体会到化学知识在保障基础设施长期稳定运行中的核心地位。

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这本书的排版风格非常注重读者的“亲和力”，尽管内容属于硬核专业范畴，但细节处理上却体现了极高的细心度。纸张的质地柔和，反光度适中，长时间阅读眼睛不易疲劳，这对于需要反复查阅的参考书来说至关重要。更值得称赞的是，书中大量的公式和推导过程，都采用了清晰的数学符号，没有出现那种混杂在文字中的晦涩表达。特别是对于那些需要反复计算的平衡常数或反应速率常数，作者往往会在旁边用小框或阴影区域进行强调和总结，方便读者在做习题或实际设计时快速定位。此外，作者在每章末尾设置的“自查与思考题”部分，设计得极为巧妙，它们并非简单的概念回顾，而是往往要求读者综合运用本章及前几章的知识来解决一个小型设计问题或分析一个特定的故障场景。例如，它会要求读者基于给定的水温和碱度数据，计算出加药投氯后水的腐蚀性指数，并据此推荐最合适的缓蚀剂类型。这种学以致用的考核方式，极大地巩固了所学知识的融会贯通能力，而非仅仅停留在机械记忆的层面。

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这本书的装帧设计简洁而富有质感，封面的配色沉稳大气，让人一眼就能感受到内容的专业性与深度。初次翻阅，最引人注目的是其清晰的章节划分和逻辑严谨的结构布局。不同于市面上一些教材那种干巴巴的理论堆砌，这本书在介绍基础概念时，总是能巧妙地穿插一些实际工程案例的引子，让读者在还未深入学习时，就能对这些化学原理在实际应用中的价值产生初步的认知。比如，它在讲解水处理中的絮凝沉淀机制时，并没有直接抛出复杂的反应方程式，而是先描述了一个水厂如何应对浊度超标的挑战，这种“问题驱动”的叙述方式，极大地激发了我继续探究背后科学原理的兴趣。书中的插图和图表制作得非常精良，线条清晰，标注准确，对于理解那些抽象的化学过程，比如离子交换的动态平衡或者氧化还原电位的变化，起到了无可替代的可视化辅助作用。特别是对于初次接触给排水专业化学的读者来说，这种循序渐进的引导，使得原本可能显得晦涩难懂的内容，变得触手可及。我尤其欣赏作者在行文间流露出的那种对知识的敬畏和对读者学习体验的关注，文字虽然专业，但绝不生硬，读起来有一种与一位经验丰富的导师进行对话的感觉。

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这本书的理论深度和广度令人称赞，它显然不是一本仅停留在大学基础课程表层介绍的读物。深入阅读后发现，它在水质标准与分析方法这一章节中，对国家和国际标准的最新变化有着相当及时的更新和细致的解读。举例来说，对于微量污染物的检测，书中详细阐述了气相色谱-质谱联用（GC-MS）和液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）这两种前沿技术的原理、优缺点以及在实际水样前处理中的关键步骤，这对于希望从事水质监测和分析工作的技术人员来说，价值不可估量。更难能可贵的是，它不仅仅是描述“是什么”，更是深入探讨了“为什么”——比如，它没有简单地罗列不同消毒剂的杀菌效果，而是深入剖析了氯气、氯胺以及臭氧在水体中复杂的二次反应机理，包括它们与天然有机物的反应产物（如三卤甲烷的生成）的毒理学意义，这使得对水处理工艺的理解从“操作层面”提升到了“风险控制层面”。这种对细节的把控和对前沿技术的追踪，使得这本书的实用价值远远超出了传统的教材范畴，更像是一本面向工程师和研究人员的专业参考手册。

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