大学物理化学(上)论文
- 格式:doc
- 大小:56.12 KB
- 文档页数:4
⑧浙江大学博十学位论文第一章绪论纳米是一种长度度量单位,即米的十亿分之一。
纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1一100m)或者由它们作为基本单元构成的材料。
广义地说,纳米材料是泛指含有纳米微粒或纳米结构的材料。
1.1.1纳米材料的诞生及其发展早在】8世纪60年代,随着胶体化学的建立,科学家们就开始了对纳米微粒体系(胶体)的研究。
到20世纪50年代末,著名物理学家,诺贝尔奖获得者理查德·费曼首先提出了纳米技术基本概念的设想。
他在1959年12月美国加州理工学院的美国物理年会上做了一个富有远畿鬈0意黑2=:盏:篙翼盎:见性的报告,并做出了美妙的设想:如果有一天可以按人的意志安排一个个原子,那将会产生怎样的奇迹?理查德·费曼先生被称为“纳米科技的预言人”。
随后,1977年美国麻省理工学院的学者认为上述设想可以从模拟活细胞中生物分子的研究开始,并定义为纳米技术(nanotcchnology)。
1982年Binining和Rohrer研制成功了扫描隧道显微镜(s1M),从而为在纳米尺度上对表面进行改性和排布原子提供了观察工具。
1990年美国IBM公司两位科学家在绝对温度4K的超真空环境中用sTM将Ni(110)表面吸附的xe原子在针尖电场作用下逐一搬迁,⑧浙江大学博士学位论文电子既具有粒子性又具有波动性,因此存在隧道效应。
近年来,人们发现一些宏观物理量,如微颗粒的磁化强度、量子相干器件中的磁通量等亦显示出隧道效应,称之为宏观的量子隧道效应。
量子尺寸效应、宏观量子隧道效应将会是未来微电子、光电子器件的基础,或者它确立了现存微电子器件进一步微型化的极限,当微电子器件进一步微型化时必须要考虑上述的量子效应。
例如,在制造半导体集成电路时,当电路的尺寸接近电子波长时,电子就通过隧道效应而溢出器件,使器件无法正常工作,经典电路的极限尺寸大概在O.25um。
目前研制的量子共振隧穿晶体管就是利用量子效应制成的新一代器件。
物化学习心得范本物化学是大学化学专业的基础课程之一,在学习过程中,我深深地感受到了其重要性和广泛应用的意义。
通过对物化学的学习,我不仅加深了对化学理论的理解,还培养了分析问题和解决问题的能力。
下面我将就我的物化学习心得与大家分享。
首先,在学习物化学的过程中,我深深体会到了理论与实践的结合的重要性。
物理化学虽然是一个理论相对较多的学科,但物理化学的理论内容都是以实验数据为基础,并通过理论模型对实验现象进行解释的。
通过实验,我们可以亲自动手操作,观察和记录实验结果,通过实验结果来验证物化学理论的正确性。
在实验过程中,我也发现有时实验结果与理论预期有差距,这时候我们需要通过仔细观察实验现象,找出缺陷并加以改进。
只有理论与实践相结合,才能真正理解物化学的本质,才能更好地应用化学理论解决实际问题。
其次,在学习物化学的过程中,我也深刻地认识到了系统性思考问题的重要性。
物理化学是一门基础学科,其中涉及的知识点众多。
在学习的过程中,我们需要将零散的知识点有机地串联起来,形成一个系统的知识结构。
只有具备了系统性的思考能力,才能更好地理解和把握物化学的知识。
而系统性思考问题的方法之一,就是学会归纳总结,发现事物背后的共性和规律。
通过总结和归纳,我们可以更好地记忆和理解物化学的知识,也可以更好地解决物化学的问题。
此外,在学习物化学的过程中,我还体会到了积极主动学习的重要性。
物理化学作为一个理论相对较多的学科,需要我们有很强的主动学习的精神。
在课堂上,我会认真听讲、做好笔记,并在课后及时复习和总结。
如果遇到不理解的地方,我还会主动向老师请教或寻找相关资料进行补充学习。
在课程之外,我也会利用课余时间,通过做习题、参加讨论小组、参加科技活动等方式进行拓展知识。
通过积极主动地学习,我提高了对物化学知识的掌握和理解,也培养了自主学习的能力和习惯。
最后,在学习中,我还体会到了与他人合作的重要性。
物化学知识丰富而复杂,有时候一个人的力量是有限的。
宁夏师范学院环己烷乙醇分离姓名:张铁勇学号:24专业:化学摘要:研究了大学物理化学二元液系相图实验中产生的环己烷—乙醇废液的回收利用方法。
以水为萃取剂,萃取分离乙醇和环己烷,经过一定的萃取过程,得到纯度为的纯品。
回收的环己烷可再用于物理化学实验。
关键词:环己烷—乙醇混合物;萃取分离化学是一门以实验为基础的学科,在化学实验过程中,产生或释放有毒、有害的物质不可避免地对环境造成污染。
目前,大部分化学实验室都是一个环境的污染源,大量的废水、废气、废渣都未经科学处理就直接排放到了下水道或散发到大气中,对环境造成一定的破坏。
与此同时,造成了资源的严重浪费。
因此,如何减少化学实验污染,如何将废弃资源最大化的回收利用,是当前化学教育面临的一个崭新而严峻的课题。
一、废液的产生在大学物理化学实验中,《双液系的气液平衡相图》是一个重要的实验项目。
该项实验使用无水乙醇和环己烷试剂,在玻璃蒸馏器中两种试剂配成不同组成的混合物,测定混合物的沸点和气液相组成,绘制出具有最低恒沸点的二元液系相图,因此,每组实验要产生近200mL的乙醇—环己烷废液,而且试剂费用较大。
过去,实验中都将废液倒入下水道,既污染了环境,又浪费了资源。
因此,研究分离该废液的方法,并回用于物理化学实验显得尤为必要。
二、废液的回收乙醇在结构上与水相似,他们都含有羟基,彼此间易形成氢键,能以任意比例互溶,而环己烷与水不互溶。
据此,本文以水为萃取剂将乙醇和环己烷分离,经对萃取比例及萃取次数的探究,可得到纯度为98.4%的环己烷。
仪器与原料:阿贝折光仪;分液漏斗;烧杯若干以及量筒、滴定管、移液管等化学实验常用玻璃仪器。
乙醇—环己烷废液(取自本校物化实验室);乙醇、环己烷为市售分析纯试剂;实验用去离子水。
三、结果与讨论1、废液含量分析1)标准曲线的绘制用阿贝折光仪分别测定乙醇——环己烷混合溶液组成比为0%,20%,40%,60%,80%,100%的折光率,将结果绘制成表。
材料物理化学论文(5篇)材料物理化学论文(5篇)材料物理化学论文范文第1篇一、材料物理专业的特色材料物理专业是“讨论各种材料特殊是各种先进结构材料、新型功能材料物理基础、微观结构以及与性能之间关系的基本规律,为各种高新技术材料进展供应科学依据的应用基础学科,是理工融合的学科”[1,2]。
材料物理是物理学与材料科学的一个交叉学科,主要通过各种物理技术和效应,实现材料的合成、制备、加工与应用。
主要讨论范围包括材料的合成、结构、性质与应用;新型材料的设计以及材料的计算机模拟等[3]。
材料物理将理科的学问传授与工科的工程力量培育相结合,使传统材料工艺学与以现代物理学为基础的材料科学相融合,具有“亦工亦理,理工相融”的特点。
二、材料物理化学在材料物理专业中的作用和地位材料物理化学是贵州高校材料物理专业本科生的学位必修课程,这门课程是从物理化学的角度讨论材料科学与工程的基础理论问题,从基础的具有共性的原理及方法来论述各种材料的组成与结构、制备与合成、性能与应用的相互关系。
该门课程的教学目的在于提高同学的专业学问水平,培育同学科学的思维方式和独立的创新力量,以及综合运用基础理论来解决实际问题的力量。
材料物理化学是材料物理专业特别重要的专业基础课,它以高等数学、高校化学、高校物理等理论基础课程为基础。
高等数学是学习物理化学的重要手段和工具,物理化学只有通过数学语言的表达才能成其为真正的科学。
熟悉到高校物理和物理化学中热力学内容的连接,了解高校物理中原子结构学问的介绍,协调好与高校化学中原子结构部分内容的关系,突出重点,避开重复,讲清难点,是材料物理化学教学中值得留意和仔细对待的问题[4]。
材料物理化学同时也是材料物理专业的后续专业课程(材料腐蚀与防护等)的基础课程。
材料腐蚀与防护课程中的金属与合金的高温氧化的热力学部分,就要运用材料物理化学中诸多热力学基本学问,如G-T平衡图和克拉佩龙方程等。
材料物理化学犹如一座桥梁,将材料物理专业的前期基础课与后续专业课联接起来,以完善专业学问的系统与连贯性。
浅谈在物理化学教学中培养大学生的科学素养摘要:本文主要从注重课堂教学,培养学生的科学思维方法;加强实验教学,培养学生的科学意识和科学能力;实施人文教育,培养学生的科学品质和科学精神三个方面论述在物理化学教学中学生科学素养的培养。
关键词:科学素养物理化学课堂教学科学素养一词翻译自英文science literacy或scientific literacy。
根据国际科学教育界的普遍观点,科学素养由三部分组成,即对于科学知识达到基本的了解程度;对科学的研究过程和方法达到基本的了解程度;对于科学技术对社会和个人所产生的影响达到基本的了解程度。
依据国际科学教育界对科学素养的界定和我国的实际情况提出科学素养应该包括以下四个方面:科学探究(过程、方法与能力);科学知识与技能;科学态度、情感与价值观;科学、技术与社会的关系。
[1]1996年,美国国家研究院(nrc)正式出版了《国家科学教育标准》(nationalscience and education standards)。
该标准把提高所有学生的科学素养作为其培首要目标。
培养学生良好的科学素养同样是我们各级教育(包括大学教育)的目标。
因为一个国家科学技术的发展是与全体国民素质息息相关,不可能仅仅靠几个杰出科学家。
只有全体国民具有较好的科学素养,科学理性的处事方法和态度,国家才能可持续发展。
因此科学素养教育已经成为21世纪的教育目标中心,是素质教育的切入点和主要内容。
物理化学是我校化工、化学、应化、海洋、材料、橡胶、环境等许多专业的基础课,充分发挥物理化学的科学素养教育功能,对提高大学生的科学素养,全面贯彻、实施素质教育具有重要作用。
一、注重课堂教学,培养学生的科学思维方法物理化学是从物质的物理现象和化学现象的联系入手来探求化学变化基本规律的科学。
[2]在教学的过程中,将化学、物理和数学的知识综合运用,用物理学的原理、数学的方法来解决和解释化学问题。
因此物理化学是化学领域中最综合的一门课程。
浅析《物理化学》课程改革【摘要】《物理化学》是研究化学运动普通规律的学科,其基本理论和方法对锻炼学生思维和实践能力有着重要作用。
但学生学习《物理化学》比较吃力,公式太多,理论性强,枯燥等,所以《物理化学》课程改革势在必行。
本文从激发学生的学习兴趣、适合的学习方法、多媒体的合理应用及实验、考核方面,谈谈对《物理化学》课程的改革。
实践证明,改革后收到的效果良好。
【关键词】学习兴趣学习方法项目教学法【中图分类号】 g420 【文献标识码】 a 【文章编号】 1006-5962(2012)11(b)-0068-011 激发学生的学习兴趣提高教学质量最关键的一点是变学生的被动学习为主动探索,调动学生学习的积极性、主动性,提高课堂学习效率。
刚开始接触《物理化学》的学生,都从大二、大三的同学那里听说这门课理论性强,难学,所以对这门课有一种抵触心理。
同时,也有一些学生认为该课程没有用处,解决不了实际问题,从而放弃对该课程的学习,严重影响了教学质量和效果。
基于此,我除重点介绍《物理化学》的研究内容和特点外,还查阅大量资料,介绍物理化学在制药中的广泛应用,使学生认识到该课程的重要性,消除他们的抵触心理,对《物理化学》有一个大概的认识,明确物理化学的学习目的,端正学习态度,激发学习兴趣。
具体做法如下:在教学过程中,注意理论联系实际,讲到相关理论时列举一些生活实例,引导学生用所学知识去解答,使学生感到学有所用,从而激发起他们的学习兴趣,学生就不会感到所学内容枯燥无味,空洞抽象。
比如,“高原反应”和“秋高气爽”的感受,人穿冰刀滑冰非常顺畅等可用化学热力学的知识帮助解释;夏天牛奶、食物容易变质等可用化学动力学的理论加以说明;在相平衡中学习固液平衡体系时,举例在大雪过后,环卫工人为什么在大街上洒盐水,以及在化工生产中为什么经常用盐水溶液做冷冻液;讲到相图在制药中的应用时,举例说明为什么用氯霉素与尿素形成低共熔混合物可以改善氯霉素的溶解和吸收;从高压锅的使用联系克-克方程等。
热力学第一定律热力学第一定律摘要:热力学第一定律亦即能量转换与守恒定律,广泛地应用于各个学科领域。
本文叙述了其建立的背景及经过,它的文字表述和数学表达式,及它在理想气体、热机的应用,并从微观的角度来阐述热力学第一定律的意义。
关键字:热力学第一定律;焦耳定律;热机;热机效率;内能、热量、功。
热力学第一定律的产生一热力学第一定律历史背景人类使用热能为自己服务有着悠久的历史,火的发明和利用是人类支配自然力的伟大开端,是人类文明进步的里程碑。
中国古代就对火热的本性进行了探讨,殷商时期形成的“五行说”——金、木、水、火、土,就把火热看成是构成宇宙万物的五种元素之一。
但是人类对热的本质的认识却是很晚的事情。
18世纪中期,苏格兰科学家布莱克等人提出了热质说。
这种理论认为,热是由一种特殊的没有重量的流体物质,即热质(热素)所组成,并用以较圆满地解释了诸如由热传导从而导致热平衡、相变潜热和量热学等热现象,因而这种学说为当时一些著名科学家所接受,成为十八世纪热力学占统治地位的理论。
十九世纪以来热之唯动说渐渐地为更多的人们所注意。
特别是英国化学家和物理学家克鲁克斯(M.Crookes,1832—1919),所做的风车叶轮旋转实验,证明了热的本质就是分子无规则动的结论。
热动说较好地解释了热质说无法解释的现象,如摩擦生热等。
使人们对热的本质的认识大大地进了一步。
戴维以冰块摩擦生热融化为例而写成的名为《论热、光及光的复合》的论文,为热功相当提供了有相当说服力的实例,激励着更多的人去探讨这一问题。
19世纪40年代以前,自然科学的发展为能量转化与守恒原理奠定了基础,在力学,化学,生物学,热学,电磁学等方面做出了充分准备。
二热力学第一定律的建立过程在18世纪末19世纪初,随着蒸汽机在生产中的广泛应用,人们越来越关注热和功的转化问题。
于是,热力学应运而生。
1798年,汤普生通过实验否定了热质的存在。
德国医生、物理学家迈尔在1841-1843年间提出了热与机械运动之间相互转化的观点,这是热力学第一定律的第一次提出。
物理化学论文20篇物理化学论文:物理化学自主学习论文1独立学院物理化学试验教学存在的问题1.1同学对物理化学试验重视不够有不少同学把物理化学看作“四大基础化学”中最难的,因此对物理化学试验也有抵触心情,认为只是理论课的衍生物,没有熟悉到它对培育分析问题、解决问题力量,培育创新精神的重要作用。
同学来做试验只是“走过场”,带有应付的心理,这也给物理化学试验教学带来很大困难。
1.2独立师资力气不足目前大多数独立学院都面临两难的尴尬境地,就是不独立难以规范,太独立又影响办学质量。
还有大部分独立学院的师资力气不足,需要向母校聘请一些老师和聘用刚毕业的讨论生作为师资来完成教学任务,前者虽然具有较高的教学水平,教学阅历丰富,但是思想保守,教学模式化。
甚至有的老师没有合理地依据独立学院同学的基础来精减教学内容、转变原来给大一、大二同学上课的教学方式,让同学听课像“雾里看花”,后者虽然活力充足,思想新潮,但是教学阅历不足,他们对部分仪器的工作原理都一知半解,这些都影响了同学学习物理化学试验的乐观性。
1.3独立学院同学群体特点独立学院是现代高等教育的产物,同学的基础薄弱,每个同学的学习力量和水平也相差许多。
扩招的同学有高考失利的,有高考发挥好而实际学习水平不抱负的;有学问面较广,但学习力量欠缺;也有一些偏科严峻,这些就形成了独立学院同学群体的多样性。
基于这一特点,独立学院以后的教学可以实行多层次性,针对不同层次的同学实施不同的教学模式有利于实现培育“复合型的应用人才”的办学目标[7]。
2自主学习型物理化学试验教学模式的建立2.1教学内容和教学条件的建立在物理化学试验教学的实践中,虽然也有不少的院校开设了综合性和探究性试验,但由于教学内容和教学条件等方面的缘由,一般都是基础试验的叠加,而且是根据试验老师的思路做试验。
另外,物理化学理论课和试验课程不同步,有些试验课程早于理论课程,使同学在试验过程中过于依靠试验教材,比较被动,打击了同学做试验的乐观性和主动性[8],教学效果不抱负。
物理化学论文
一个学期就这样马上就过去了,我们对物理化学这门课也有了系统的学习。
对于物理化学这门课,我最大的感觉就是抽象,物化不像无机化学,每一个反应都能通过化学反应实验真实的反映出来,物化更多的是理论上的东西,在刚刚开始学物化的时候,我几乎被一大堆偏微分关系式所吓晕。
虽然高中时就学过物理,进入大学时也学习过一个学期的大学物理,但由于成绩一直不理想,所以对于物理化学一学是真直都存在恐惧心理的。
尤其是看那一大堆偏微分的公式,更是让我觉得头痛。
然而通过阅读以及对以前高数的复习,我慢慢地能理解偏微分的含义了。
由于物化是一门交叉性的学科,因此我们除了上课要认真听讲外,更重要的是联系以前学习过的知识,将它们融会贯通,这才能学习好物化。
所以对物化的学习,需要靠理解,领悟,不过,认真的记住每一个公式也是很重要的,所以我先总结一下物化的学习心得:
勤于思考:十分重视教科书,把其原理、公式、概念、应用一一认真思考,不粗枝大叶,且眼手并用,不放过细节,如数学运算。
对抽象的概念如熵等千方百计领悟其物理意义,甚至不妨采用形象化的理解。
适当地与同学老师交流、讨论,在交流中摒弃错误。
二、认真听讲:要抓住老师上课讲的重点知识,了解物化学习过程中的难点,思考老师是怎样理解书本中内容的,一定要紧跟老师的思路,不能松懈。
三、勤于总结:物理化学这门课知识点多,内容零散复杂,但是知识前后联系又很紧密,所以一定要善于总结,把前后知识联系在一起。
四、善于联系实际:学习并不是一味的学习,还需要关注、联系生活中得事物。
学习的目的是什么?以为学习就是把书本上的知识掌握,能够很便利的运用知识解决所有题目,这就是学习的目的,但现在发现,学习的目的是与生活分不开的,所以当熟练掌握书本知识后,不但学会解决联系题目,重要是懂得怎样把这些知识是运用到生活中或与生活联系。
在这门课中,我们主要学习了热力学部分的知识,在热力学中,我们学习了热力学三大定律,以及它们之间的相互关系,还掌握了几个状态函数的求解方法。
尔后,我们还学习了溶液中普遍存在的拉乌尔定律和亨利定律。
相平衡这张内容中我们见到了形形色色的相图,包括二组分、三组分以及多组分的相图及其应用。
在化学平衡中我们掌握了温度、压力以及惰性气体对化学平衡的影响。
最后,我们还学习了统计热力学基础,其中最重要的就是原子、分子配分函数以及用这些知识求热力学状态函数的值。
以下就是我对物理化学的公式与使用条件的一些总结,希望能与大家共同分享。
1.理想气体状态方程
PV = nRT
对理想气体是万能公式,怎么用都没错。
2.范德华方程
RT b V V a p =-+))(/(m 2m
nRT nb V V an p =-+))(/(22
式中a 的单位为Pa ·m 6·mol -2,b 的单位为m 3·mol -1,a 和b 皆为与气体的种类有关的常数,称为范德华常数。
此式适用于最高压力仅为几个MPa 的中压以下范围内实际气体p ,V ,T ,n 的相互计算。
3. 热力学第一定律的数学表示式
W Q U +=∆
'amb δδδd δdU Q W Q p V W =+=-+
规定系统吸热为正,放热为负。
系统得功为正,对环境作功为负。
式中p amb 为环境的压力,W ’为非体积功。
上式适用于封闭体系的一切过程。
4. 焓的定义式
pV U H +=
5. 焓变
(1))(pV U H ∆+∆=∆
式中)(pV ∆为pV 乘积的增量,只有在恒压下)()(12V V p pV -=∆在数值上等于体积功。
(2)2,m 1d p H nC T ∆=⎰
此式适用于理想气体单纯pVT 变化的一切过程,或真实气体的恒压变温过程,或纯的液体、固体物质压力变化不大的变温过程。
6. 热力学能(又称内能)变
2,m 1d V U nC T ∆=⎰
此式适用于理想气体单纯pVT 变化的过程。
7. 热容的定义式
(1)定压热容和定容热容
δ/d (/)p p p C Q T H T ==∂∂
δ/d (/)V V V C Q T U T ==∂∂
(2)摩尔定压热容和摩尔定容热容
,m m /(/)p p p
C C n H T ==∂∂ ,m m /(/)V V V C C n U T ==∂∂
上式分别适用于无相变变化、无化学变化、非体积功为零的恒压和恒容过程。
8. 体积功
(1)定义式
V p W d amb -=∂
或V p W d amb ∑-=
(2)
) ( ) ( 1 2 2 1 T T nR V V p W - - = - - = 适用于理想气体恒压过程。
(3))(21amb V V p W --= 适用于恒外压过程。
(4))/ln()/ln(d 121221p p nRT V V nRT V p W V V =-=-=⎰ 适用于理想气体恒温可逆过程。
(5) ,m 21()V W U nC T T =∆=- 适用于,m V C 为常数的理想气体绝热过程。
9. 理想气体可逆绝热过程方程
,m 2121(/)(/)1V C R T T V V =
,m 2121(/)(/)1p C R T T p p -=
1)/)(/(1212=r V V p p
上式中,,m ,m /p V C C γ=称为热容比(以前称为绝热指数),适用于,m V C 为常数,理想气体可逆绝热过程p ,V ,T 的计算。
10. 反应进度
B B /νξn ∆=
上式是用于反应开始时的反应进度为零的情况,B,0B B n n n -=∆,B,0n 为反应前B
的物质的量。
B ν为B 的反应计量系数,其量纲为一。
ξ的量纲为mol 。
11. 标准摩尔反应焓
θθθr m B f m B c m (B,)(B,)H H H νβνβ∆=∆=-∆∑∑ 式中θf m (B,)H β∆及
θc m (B,)H β∆分别为相态为β的物质B 的标准摩尔生成焓和标
准摩尔燃烧焓。
上式适用于ξ=1 mol ,在标准状态下的反应。
12. θm r H ∆与温度的关系
21θ
θ
r m 2r m 1r ,m ()()d T p T H T H T C T ∆=∆+∆⎰
式中 r ,m ,m B (B)p p C C ν∆=∑,适用于恒压反应。
13. 节流膨胀系数的定义式
J T (/)H T p μ-=∂∂
T J -μ又称为焦耳-汤姆逊系数。
这些就是我对物理化学这门课这一学期学习的心得体会以及总结。