实践创新―人生的启迪讲座.ppt

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1、实践、创新—人生的启迪2013年3月29日物理化学教研室黑恩成化学与分子工程学院“名师导航”系列讲座二.实践是真知的源泉三.成果的价值在于创新四.以勤奋求实赢取成功五.乘风破浪把握航程一.让实践和创新统领教和学1.教学思想和原则—“少而精和博而通”所谓“少而精”是指教学突出重点、教深教透，使学生能举一反三、触类旁通。而“博而通”是指广博的知识面，学生解决问题思维活跃、能融会贯通。前者是教师的教学准则，后者主要通过教师的引导和学生刻苦自学逐步实现。一.实践和创新统领教和学1.学习和运用归纳、演绎、假设、模型的方法。2.勤思索，亲力亲为，扩大知识面

2、。3.熔炼处理问题的思路、方法和技巧，激发思维热点。4.自学—培养学习的能力。5.总结学习心得。6.学会利用学习资源。2.思维方法和学习方法1.吉布斯(Gibbs)相律独立变量数目?相互依赖关系?二.实践是真知的源泉——实例与启迪系统处于平衡时强度性质中独立变量数目的规律。方程z=5x+3y+2z=5x+3y+2z=5x+3y+2y=2x+3y=2x+3x=2变数333独立变数210观察出什么规律?为求解包含个未知数的代数问题，必须建立关联这些未知数的独立的代数方程。设能建立的方程为个，则会有如下两种情况：①,未知数有确解,即无自由度。②,未知

3、数无确解,必须补充或指定个关系式或未知数的值才能解决这个问题,即该问题中有个自由度。相律表达式导出方法：罗列变数；找出依赖关系；求差值个组分个相的相平衡系统的变数：限制方程数：(1)热平衡T(1)=T(2)=…=T(π)，(π-1)个(2)力平衡p(1)=p(2)=…=p(π)，(π-1)个(3)相平衡(4)达平衡的独立的化学反应R个(5)其它限制关系R’个相律：称为平衡系统的自由度，其物理意义为：（1）确定一个系统的状态所必须确定的独立强度性质的数目。（2）在一定范围内可独立变动而不致引起旧相消失或新相生成的强度性质的目。科学家吉布斯吉布斯，

4、美国数学物理学家，经典统计力学及化学热力学创始人，有近代物理化学之父称号，终生于耶鲁大学任教。他科学成就的第一个高峰是他的热力学三部曲，第二个高峰是他经过10年多深思熟虑完成的不朽名著《统计力学的基本原理》。鉴于他的突出科学成就，任美国GibbsJW,1839—1903科学院院士、美国艺术与科学学院院士。在他去世50年后，纽约大学伟人纪念堂安放了他的半身青铜塑像，与华盛顿、林肯、富兰克林、爱迪生等人相并列。吉布斯治学严谨、顽强勤奋进取。常常谢绝观光邀请，独自到图书馆阅览，可以说他的生活就是学习。他思维敏捷，洞察力超人，但谦虚谨慎。他总是说：“若

5、别人注意到了这些相同的问题，也一定会得出同样的结果。”吉布斯的科学生涯并非一帆风顺。1871年吉布斯成为耶鲁学院数学物理学教授，也是全美第一个这一学科的教授。由于吉布斯没有发表过文章，所以在他担任这一教职的最初几年没有薪水。之后，由于他人长时间不懂或不能理解他的学术内涵及价值，而得不到正确评价。但吉布斯毫不在意，于逆境中继续创造人间奇迹。2.水的相图在水的三相点O：自由度=0温度为0.01℃压力为610.5Pa相图上点线面的物理意义自从1854年Kelvin提出用一个热力学温度值定义热力学温标后，人们几乎经过一个世纪的努力，才幸运地找到了水的三

6、相点温度值是定义热力学温标的最理想值，因为可由热力学证明，这个温度极为稳定。物理化学宗师—黄子卿1900—1982正是由于这个原因，测量这个温度的实验设计及操作难度是难以想象的。1934年精妙地设计了实验装置并且准确测定了水的三相点温度0.00980±0.00005℃，被国际上普遍接受。经美国标准局组织人力重复验证，结果全一致。以此为标准1948年国际温标会议正式确认绝对零度为-273.15℃。水的三相点温度测定抽真空三相点瓶水的三相点是指纯水的三个相平衡共存时的温度，这个温度为0.01℃。空气会少量溶解于水，从而使水的冰点下降。可以计算，在0

7、℃和101325Pa的空气压力下凝固点的下降值为0.0024K。为消除这一影响，所以要抽真空。为什么要抽真空？1.理想气体简化的微型：分子无体积分子间无相互作用p~分子完全弹性碰撞器壁V~分子可自由运动的空间三.成果的价值在于创新——实例与启迪恒温面恒温线恒压面恒压线状态图、恒温线、恒压线理想气体V-T图理想气体p-V图理想气体的恒温线总是双曲线，无论温度多低、压力多高，都不可能使其液化，因而它是一种永久性气体。事实上，任何物质都能发生气液相变，并且温度越高，饱和蒸气压越大。然而，这种平衡关系能否随温度的升高而无限地保持？这个问题使人们困惑了近

8、50年。1869年英国物理学家Andrews发表了轰动学术界的报告“论物质液态和气态2.实际流体的连续性”，如何解释物质的液化和临界现象，成为当时研究