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时间:2019-09-25
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1、工科化学的教学内容与课程思考论文摘要:从丄科专业大学化学的教学内容以及如何提高教学效果等方而提出了完善的改革措施。化学是在人类征服口然的进程中逐步形成的一门口然科学学科,是研究化学反应、参与反应的物质、结构、性能、变化规律以及变化过程中能量的关系的学科。在工科的化学学习中应该养成来那个好的化学素质。工科化学基础的内容包括两方面(理论化学和化学实验):一、理论化学1、化学热力学和动力学ZL学热力学是物理化学和热力学的一个分支学科,它主要研究物质系统在各种条件下kb的物理和化学变化中所伴随著的能量变化,从而刈•化学反应的方向和进行的程度作出准确的判断。(1)浓度广义的
2、浓度概念是指一定量溶液或溶剂中溶质的量;这一笼统的浓度概念正像“量”的概念一样没有明确的含义;习惯上,浓度涉及的溶液的量取体积,溶液的量则常取质最,而溶质的量则取物质的量、质量、体积不等。业己规定,狭义的浓度是物质的最浓度的简称,以前还称体积摩尔浓度,指每升溶液屮溶质B的物质的量,符号为c,单位为mol/L或mol/dm3,即:Cb三m/V鉴于溶液的体积随温度而变,导致物质的量浓度也随温度而变,在严格的热力学计算中,为避免温度对数据的影响,常不使用物质的虽浓度而使用质量摩尔浓度(morality),后者的定义是每lkg溶剂中溶质物质的量,符号为m,单位为mol/k
3、g,即:1皿三nb/wa二m/(nAMA)其中B是溶质,A是溶剂。例如,m(NaCl)=0.lmol/kg,意即每lkg溶剂中含有NaCl0.lmolo不随温度而改变的浓度表示法除质量摩尔浓度外还有质量分数,以询称为质量百分浓度,为溶质的质量与溶液的质量之比。忽略温度影响吋,可用物质的量浓度代替质量摩尔浓度,以卜•内容一般作这种近似处理。最后应提及,溶液的浓度是与溶液的取量无关的量,你从一瓶浓度为0.lmol/L的NaCl溶液里取出一•滴,这一滴的浓度仍为0.lmol/Le这似乎是废话,其实不然。因为有两类物理量,笫一类物理量具有加和性,如质量、物质的量、体积、长
4、度……,这类物理量称为广度量;另一类物理量则不具有加和性,这类物理量称为强度量。浓度是强度量。此外,压力(压强)、温度、密度等也是强度量。(2)气体气体有实际气体和理想气体之分。理想气体被假设为气体分了之间没有相互作用力,气体分子自身没冇体积,当实际气体压力不大,分子Z间的平均距离很大,气体分子本身的体积可以忽略不计,温度又不低,导致分了的平均动能较人,分了之间的吸引力相比之下可以忽略不计,实际气体的行为就十分接近理想气体的行为,可当作理想气体来处理。以下内容屮讨论的全部为理想气休,但不应忘记,实际气体与之有差别,川理想气体讨论得到的结论只适用于压力不高,温度不低
5、的实际气体。①理想气体方程PV二nRT遵从理想气体状态方程是理想气体的基本特征。理想气体状态方程里有四个变量——气体的压力P、气体的体积V、气体的物质的量n以及温度T和一个常量(气体常为R),只要其中三个变量确定,理想气体就处于一个状态,因而该方程叫做理想气体状态方程。温度T和物质的量n的单位是固定不变的,分别为K和叱1,而气体的压力p和体积V的单位却有多种取法,这吋,状态方程中的常量R的収值(包括单位)也就跟着改变,在进行运算时,千万要注意正确取用R值。②分压定律1810年道尔顿发现,混合气体的总压等于把各组分气体对浓度置于同一容器里所产生的压力之和。这个规律称
6、为道尔顿分压定律。其实,道尔顿分压定律只对理想气体才成立,对于实际气体,由于分子I'可作用力的存在,道尔顿定律将出现偏差。因此,能满足道尔顿分压定律的气体混合物称为理想气体的理想混合物。(3)状态与过程当系统的温度、压力、体积、物态、物质的量、相、各种能量等等一定吋,我们就说系统处于一个状态(state)。系统从一个状态(始态)变成另一个状态(终态),我们就说:发生了一个过程(process)。始态和终态的温度相等的过程叫做等温过程。始态和终态的压力相等的过程叫做等压过程。始态和终态的体积相等的过程叫做等容过程。理想化是一种重要的科学方法。研究实际气体时,可以借助
7、于理想气体。研究力学,也可以借助于无摩擦力的理想过程。热力学也假想了-•种理想过程,称为可逆过程。可逆过程是无限接近平衡态的过程。这里说的可逆,并非通常理解的同时存在正逆两向的过程,而是由始态到终态,再由终态到始态,一个循环,对系统也好,对环境也好,不遗留任何“痕迹”。什么叫“痕迹”?这正是我们要搞清楚的,有待以下慢慢道來。我们在这里只是想说,这种热力学可逆过程是一个理想过程,正如同实际气体都不是理想气体,也正如同实际做机械功的过程都不会一点摩擦力也不存在,原电池放电不可能一-点点电能也不转变为热能等等“理想化”一•样。一切实际过程都是不可逆过程。理想的热力学可逆
8、过程不存在
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