熱力學第一定律論文(精選5篇)
在日常學習和工作中,大家都不可避免地要接觸到論文吧,論文是討論某種問題或研究某種問題的文章。一篇什么樣的論文才能稱為優秀論文呢?下面是小編收集整理的熱力學第一定律論文(精選5篇),希望能夠幫助到大家。
熱力學第一定律論文 篇1
一、采用激勵啟發方式組織課堂教學
工程熱力學課程的特點是理論性強、概念抽象,教學難度大。在缺少專業工程背景的情況下,學生在學習過程中普遍感覺較為困難,甚至茫然不知所云。如何使學生能夠較好地掌握教學內容及熱力學基本內容,是工程熱力學課程教學的根本所在。在多年的教學過程中,我們發現在課堂教學中,除了需要借助優美的PPT多媒體課件來展示熱力學過程,更需要激發學生學習熱力學的興趣,在引入一些工程實例的基礎上,激勵學生去思考,及時地與學生就教學內容進行討論,促進學生對知識點的掌握和領悟。與常規教學方法相比,課堂教學不再是文字、公式的羅列,PPT動畫的簡單演示,而是把教學的核心放在啟迪學生對熱力學概念、原理的思考及把握上,使學生在學習課程內容的同時,熟悉熱力學的系統內容、章節間的邏輯關系、基本原理等,形成對熱力學的一種系統的總體的認識和把握,而不是零散地去背誦記憶一些片段。
通過這種激勵啟發式的教學,使學生做到理論和實際工程案例的結合,從而使熱力學知識很好地固化在學生的大腦中,并且達到靈活應用的目的。激勵啟發式教學,需要教師在課堂教學前充分準備,精心設計課堂教學內容的每個環節,圍繞章節內容中的重點知識內容,設計問題及啟發實例,并完成課堂互動討論的教學組織,在此過程中需要教師飽含激情和較好的耐心,使學生在嚴肅活潑的氛圍中掌握熱力學的相關知識。
二、改進課堂教學PPT,增加工程實例
工程熱力學作為一門專業基礎課,與工程實際密切相關。在教學過程中,需要有很多的工程問題作為背景。以教科書為單一內容的PPT演示,并不能滿足課堂學生學習的需要。為了提高學生學習熱力學的興趣及深入掌握熱力學知識,迫切需要在傳統課件中加入工程實例,利用多媒體技術全面展示熱力學的工程應用,使學生在工程案例的演示中發現并體會工程熱力學的重要性及美感。通過工程案例的學習,使課堂教學內容圖文并茂,聲像結合,使學生在多方位、立體化地形成認知并達到對熱力學知識的理解、分析、記憶、掌握和應用。對于熱力學工程案例,我們選取了真空做功、制冷循環,內燃機等工程機械作為實例,進行詳細分析和講授。
工程案例的引入,將實際生活中與熱力學相關的問題引入到教學中,用所學知識來解釋工程問題,在講解中讓學生明白熱力學知識可以解決本專業涉及的實際專業問題,從而實現“從理論中來,到實踐中去”,實現對創新型人才的培養。
三、將工程熱力學的學習融入大學生創新項目中
在創新型人才培養中,需要提升學生運用基礎理論進行學術研究的能力和具有工程應用背景的有關開發、設計的能力。大學生創新項目的實施,有利于促進高校培養具有創新意識和能力的新型人才,促進高校探索并建立以科研活動為中心的教學模式,倡導以學生為主體的本科人才培養和研究性學習教學改革,充分調動學生主動學習的積極性、創新思維和創新意識,同時在項目實施中使學生逐漸掌握思考問題、解決問題的能力。結合大學生創新項目,結合建筑環境與能源應用工程的專業特點,在指導學生大創項目時,將熱力學第一定律、熱力學第二定律和卡諾定律應用其中,使學生明白能源利用的守恒性,以及如何提高熱力循環的效率,減少不可逆損失,這些都成為學生應用所學知識來解決實際問題的一種鍛煉。
學生在科研項目中,深化了對熱力學知識的認識,同時提高了自己思考問題、解決問題的能力。同時,鼓勵學生積極參加各類挑戰杯、建筑節能比賽、機械創新設計大賽等,通過這些競賽活動進一步提升自己的創新能力。
四、改進課后作業完成形式,增加分析報告
工程熱力學課程是一門實踐性很強的課程,其中很多理論已用于工業過程。因此,在課后作業中,需要對傳統布置練習題來檢驗教學成果的方式進行改進,增加一些實際工業循環的實例,讓學生通過分析其所應用的原理,提交分析報告,并指出該工業過程效率提高的方式和途徑,以這樣的方式來激發學生學習的興趣,提高學生理論聯系實際的能力。
同時,精選一些課后習題,通過詳解的方式,激發學生的創新意識和解決問題的能力,進一步促進創新型人才的培養。創新是實現社會持續不斷向前發展的原動力,也是培養和造就一大批素質過硬、勇于創新的新世紀人才,保證國家高速發展的有力保障。創新能力的培養來自于理論和課堂,更在于理論和課堂之外的親身體會和具體的實踐操作。
本文從工程熱力學教學與工程實例結合,與科研活動結合,改進課堂教學組織模式和課后作業完成形式等方面,探討了以培養創新型人才為目標下的工程熱力學教學改革與實踐,希望能夠進一步提高工程熱力學的教學質量和效果。
參考文獻:
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熱力學第一定律論文 篇2
熱力學第二定律表明自然界中一切與熱現象有關的宏觀過程都是不可逆的。不可逆過程指的是系統經歷一個過程后,需要借助外界的幫助才能(即不能自發的)重新回到原來狀態從而給外界留下痕跡,這樣的過程稱為不可逆過程。自然界中關于不可逆的過程有許多,例如,水往低處流,但水不能自發的從低處往高處流,必須借助幫助例如抽水機,但卻消耗了電能,給外界留下了痕跡,說明水的流動具有方向性。又例如熱量從高溫向低溫傳遞,但熱量不能自發從低溫向高溫傳遞,必須借助外界的幫助從而給外界留下痕跡。再例如物體在粗糙平面上滑行最終靜止,動能轉化為內能,接觸面溫度升高,但此時內能不可能自發的轉化為機械能,使得接觸面溫度降低,物體的動能變大,系統回到原來的狀態。當然,借助外界的幫助可以實現這個過程,但要引起外界的變化。種種現象表明,自然界有許多的宏觀過程具有方向性。
對于熱力學第二定律,學生總是有這樣以下誤解,有必要進行澄清和鞏固理解。
首先認為宏觀過程的方向性指的是系統可以從一個狀態向另一個狀態轉變,但不能從該狀態回到原來狀態,對熱力學第二定律成立的條件理解不夠。例如,認為熱量可以從高溫向低溫傳遞,但不能從低溫向高溫傳遞,實際上,該過程是可以實現的,只不過不是自發的,而是借助外界的幫助才能實現,這才是熱力學第二定律要告訴我們的信息。在這里,以冰箱的工作原理為例子來幫助學生理解。冰箱是通過消耗電能,壓縮工作物質,通過工作物質把熱量從低溫傳向高溫,在這里展現了低溫向高溫傳遞熱量過程的可實現性,但條件是什么,是消耗了電能,給外界造成影響,因而這一過程不是自發的,是不可持續的。
其次要強調的是熱力學第二定律與第一定律的關系。從一個過程到另一個過程盡管不違反熱力學第一定律,但卻違反熱力學第二定律。例如第二類永動機,它從單一熱源吸收熱量完全轉變為功,不引起其他變化。如果能實現,則可造這樣的一臺機器,直接從海水中吸收熱量用來全部做功,解決能源的短缺問題。在這個過程中,吸收的熱量轉變成了功,是遵守熱力學第一定律的,但該過程要引起外界的變化,是不可持續的。這樣,進一步鞏固了宏觀過程的方向性問題。
再次要指出的是熱力學第二定律表述的普遍性,因為具有方向性的宏觀過程是普遍存在的,因此,可以針對每一現象對熱力學第二定律進行表述,例如可以表述成第二類永動機不可制成,不可能使墨水在水中擴散后完全恢復而不引起外界的任何變化,不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體而不引起其他變化,不可能使燃燒后的紙完全恢復而不引起其他變化……這樣,就進一步表明了自然界中具有方向性的宏觀過程是普遍存在的,加深了熱力學第二定律的理解和應用。
最后,由于熱力學第二定律描述的是物理過程的因果轉化關系,具有一定的推理性,比較抽象,學生理解有誤差乃至不能應用是很自然的,教師應從多個角度剖析,校正理解的偏差,鞏固理解,加強應用,方能達到教學的目標。
熱力學第一定律論文 篇3
【摘要】用實例說明熱力學在闡明無機化學問題中的重要性及一般方法。
【關鍵詞】熱力學;無機化學;討論
我們在無機化學的學習過程中,越來越感到需要運用能量變化的規律來闡明一些化學現象,用熱力學的知識來加深對無機化學知識的理解。運用熱力學的知識,能更好地闡明無機化學中的關于化學平衡常數及其推導、無機離子性鹽類溶解性等問題,有助于從理論上來定量地討論化學反應,尋求影響反應進行的因素和指導進行無機合成。為了闡明無機物性質及其無機反應的規律,當應用熱力學的觀點時往往比單靠微觀結構觀點更能得到滿意的結果,F舉例說明。
一、關于化學平衡常數及其推導的討論
標準平衡常數與△G
氣體反應:aA+dDgG+hH
等溫等壓下,熱力學推導證明:
△G=△+RTln
上式稱為化學反應的等溫方程式。
=(稱為相對壓力商)
反應達平衡時,△G=0,等溫方程式為
△G=△+RTln=0
△=-RTln
△G=-RTln
稱為標準壓力平衡常數
=-△n△n=(g+h)-(a+d)
等溫方程式可寫成:△G=-RTlnK+RTlnQ
任意狀態下的`化學反應方向的判據:
Q<K,△G<0,正反應自發進行;
Q>K,△G>0,逆反應自發進行;
Q=K,△G=0,反應達平衡。
二、關于無機離子性鹽類溶解性的討論
例4離子性化合物在水中溶解的難易程度,可以根據溶解過程的標準自由能變化[123]來加以討論:ΔSG=ΔSH-TΔSS。當ΔSG<0,溶解自發進行,即為易溶解的物質;δsg>0,溶解不能自發進行,即為難溶解的物質;ΔSG=0,溶解處于平衡。由ΔSG的計算公式可以看出,溶解過程的焓變和熵變都對自由能變化作出貢獻,所以在研究溶解過程的自由能變化時,應從ΔSG和ΔSH兩方面進行整體分析[4]。一方面,由于在溶解過程中,焓變通常很小,熵變的重要性有時顯得十分突出;另一方面,又由于焓變的影響通常很明顯,判斷比較容易。
溶解過程中的熵變包括兩個方面:
(1)在離子化合物溶解生成水合離子的過程中,由于離子的電荷強電場的作用,使得在離子周圍形成了一個水化層。顯然,水化過程使系統的混亂度減小。
(2)離子的水化破壞了水原有的簇團結構,使水分子變得自由,結果是體系混亂度增加,水合過程的熵增加。因此,溶解過程的熵是增加還是減小決定于這兩個方面哪一個占優勢。如果ΔsS<0,熵變項對自由能變化的貢獻是正值,即ΔSS<0,使鹽的溶解性減小。如果δss>0,熵變項對自由能變化的貢獻是負值,即ΔSS>0,使鹽的溶解性增加。顯然,當離子的電荷很高和離子半徑較小時,離子的電荷密度較大,第一種效應占優勢,此時熵值減小,不利于溶解過程的發生;相反,當離子電荷低、半徑大、離子電荷密度小,此時,第一種效應較弱,此時熵值增加,有利于溶解過程的自發進行。
定量分析NaCl和AgCl溶解過程的熱力學數據,能夠進一步加深對離子性鹽類溶解性問題的深刻理解。這兩個化合物在溶解時都是吸熱的,ΔS均大于0,但又都是熵增的,即ΔS>0。
ΔS=ΔS-TΔS
NaCl:-9.1<03.6="">042.8>0(單位:kJ·mol-1)
AgCl:55.5>065.5>033.6>0
但在NaCl的溶解過程中焓變的正值較小,熵變項的貢獻對ΔS的影響又比較大,最終使得ΔS<0。而agcl的溶解熵變的貢獻不能克服較大的焓變為正的不利影響,結果δs>0。故NaCl為易溶的物質而AgCl為難溶的物質。然而,CaCl2和CaF2都同它們相反,它們的溶解過程因Ca2+離子的電荷高、半徑小因而是熵減的過程,又由于F-的影響比Cl-更大一些,因而熵減的更多:
ΔS=ΔS-TΔS
CaCl2:-65.5-82.2-56.0
CaF2:1.76.6-151.3
CaCl2和CaF2,二者的差別在于CaCl2同時也是焓減小的過程,其較負的焓效應足以克服相對較弱的熵變產生的不利影響,因而ΔS仍為負值,所以CaCl2易溶。而CaF2卻是焓變的增加和數值比較大的熵減小過程,因而ΔS仍為正值,故難溶。
結論:
至此可以概括用熱力學方法研究一個化學問題可以分為三步:第一,用熱力學方法敘述問題,一般是比較熱力學數據;第二,再用熱力學方法去論述該問題,找出影響因素,論述應在許多種可能途徑中選用熱力學數據最準確可靠和為理論闡述最容易的那一種,一旦完成了這些,熱力學工作就告結束;第三,對論述的問題進行理論說明。
這樣一來,熱力學就像是一些理論化學與實驗提出的問題之間的一座橋梁,即使這種理論回答有時僅是定性的或不可信的。這種失敗不能歸咎于熱力學,事實上,這樣的失敗可能有兩個原因:一是可能所采用的熱力學數據不當,二是化學理論仍面臨嚴重的不足。
熱力學第一定律論文 篇4
摘要:“牛頓第一定律”是初中物理課堂教學內容中非常重要的一部分,它是學生學習動力學知識的基礎,因此得到了物理教師的重視。雖然初中學生在物理課堂上能夠對牛頓第一定律的知識倒背如流,但是在實際應用的過程中還是存在著很多問題,鑒于此,教師在教學過程中應當注意引用適當的教學方法來讓學生對這一知識加深理解。本文主要圍繞“牛頓第一定律”展開探討,并提出幾點切實有效的教學策略來提高物理課堂的教學質量。
關鍵詞:初中物理;牛頓第一定律;解答策略
“牛頓第一定律”也被稱為慣性定律,它在牛頓力學理論中一直是個基石般的存在,從亞里士多德創造的自然哲學到牛頓發現的力與運動之間的關系,這其中最為深刻的變化就是牛頓建立的第一定律?梢赃@樣說“牛頓第一定律”時刻出現在我們的生活中,有了這一定律的建立,才有了人類以更加科學的態度進行研究和發展。為此可以說“牛頓第一定律”在人類的發展史上是功不可沒的。初中學生在學習過程中難免會存在一些誤區和疑惑,因此教師必須以更科學、有效的方法來讓學生接受。
一、回顧“定律”歷史爭論,闡明“定律”的含義
在教學初始,教師應該帶領學生一起回顧關于“牛頓第一定律”的產生過程和歷史爭論,讓學生明白“牛頓第一定律”是英國科學家牛頓在前輩伽利略等人研究成果的基礎上建立起來的,它是對物體運動的一種總結和概括,即自然界中的一切物體,在沒有受到外力作用的時候,總是會以勻速運動或者靜止不動的狀態存在[1].關于這個定義,初中物理教師要對學生進行充分的講解和說明:“牛頓第一定律”研究的對象是自然界中的一切物體,也就是說不存在例外,應用“牛頓第一定律”規律的前提條件是:物體在沒有受到力的作用時,而這個定律的最終結論是:靜止的物體會繼續保持靜止狀態,運動的物體依然會保持勻速運動不變。對于“牛頓第一定律”知識的教學,教師一定要進行咬文嚼字般的講解,只有讓學生將其中的內涵和外延全部掌握,才能在以后的學習中有更好的應用。
二、“牛頓第一定律”教學要與學生的生活相聯系
很多教師在教學“牛頓第一定律”過程中都會有自己獨到的見解和教學方法,雖然大多數都取得了不錯的教學成果,使得學生學會了解決書面問題,但是在現實生活中我們就會發現學生對于“牛頓第一定律”的掌握還不是很理想,對很多知識的理解僅僅停留在了表面,沒有深入的對力學現象進行深入的分析。這時教師就會存在疑惑,究竟是教學方法出現問題了呢?還是學生自身理解錯誤了?可見如果脫離了生活實際開展物理教學,雖然能夠取得一定的成效,但終是沒有達到理想的效果。因此,筆者認為開展初中物理“牛頓第一定律”教學還需要密切的聯系學生的實際生活,在教學中精心設計相關的物理實驗,讓學生在實驗的觀察中得到物體運動的結論。實驗證明,學生在親身體驗中得出的教學結論更容易被應用到實際問題的解決上。例如,初中物理教師在講到“牛頓第一定律”時,為了讓學生對這一理論有更深刻的了解和掌握,可以在講課之前出這樣一道題:小亮坐在一列勻速直線行駛的火車上,如果在這時小亮將手中的香蕉拋向空中,那么香蕉掉下來時會掉在火車的地上還是仍然在小亮手里?這個問題會激發出學生的好奇心和學習興趣,很多學生說會掉落在地上,還有一部分學生會說在小亮手里?這時教師就可以親自做個類似實驗來為學生揭曉答案。
三、創設教學情景,探究“牛頓第一定律”的知識規律
對于“牛頓第一定律”的規律總結,教師可以借助具體的演示實驗來向學生進行講解。如,第一個實驗:在一個水平臺子上放置一輛小車,教師用手輕輕一推,車子就會開始運動,如果教師將手拿開,那么車子就會停止。這時教師就可以適時地提出問題:這輛車子為什么會運動呢?在什么情況下停止的呢?學生就會紛紛開始回答:車子是在教師的推動力下開始運動,如果推動力沒有了,車子就會停止運動。教師在這時就可以引出哲學家亞里士多德對于物體運動的觀點:力是維持物體運動的根本原因。學生聽了之后會感覺到非常有道理,這時就會產生對力學知識的一個錯誤認知。然后教師可以為學生展示第二個實驗:教師在平臺上用力推動小車,那么小車就開始運動,這時教師立即將手拿開,車子仍然會向前運動直至停止。這時教師可以提出問題:學生,誰能告訴我,在我的手離開小車之后,為什么它還會運動呢?物體的運動是由力來維持的嗎?小車停止的原因又是什么呢?學生在深入的思考過后就會得出結論:物體在沒有力的情況下也會繼續運動,而小車之所以會停止,那是因為它受到了地面的摩擦力。這時教師就可以向學生闡述正確的“牛頓第一定律”:物體的運動是不需要力來進行維持的,力能改變的只是物體的運動狀態。
四、注重課堂合作教學,促進學生自主學習
課堂合作教學主要由學生自主思考、教師與學生合作、學生與學生合作三個部分組成。通過課堂合作教學可以有效激發學生的學習積極性,讓學生充分體會合作學習的樂趣和成就感,從而有效提升課堂教學效率[2]。
1.自主思考,形成觀點見解。教師在教學“牛頓第一定律”時,可以先要求學生進行自主思考,引導學生形成自己的見解,這是學生進行合作學習的前提。學生具備了自己的見解才能很好地參與交流討論,在與他人觀點的交鋒中碰撞出思維火花,進而完善自己的觀點。學生通過自主思考和學習將會明白:運動是物體屬性的其中一種,物體的運動無需力來維持,也會理解牛頓第一定律中揭示的力和運動之間的定性關系:物體運動狀態的改變是因為力的作用,力是使物體產生加速度的原因……在課堂上,教師要給學生預留充足的自主思考時間,啟發學生的思維,引導學生形成自己的觀點。
2.師生合作,打造和諧課堂。學生在進行自主思考過后,難免會留下一些一時難以解決的問題,學生會感到困惑。因此,教師應該給予學生適當的點撥,引導學生“頓悟”。例如,學生在學習“慣性”這個新概念時,學生經過思考后認為:慣性是一種改變物體運動狀態的力。針對學生的錯誤認知,教師應該及時進行糾正,讓學生理解慣性是物體保持勻速直線運動或靜止狀態的一種特性,而力是指物體與物體之間的作用,慣性不是力。在教師的點撥下,學生可以糾正之前的錯誤觀點,更好的理解知識。
3.生生互動,實現共同進步。學生是課堂教學的主體,學生之間的互動是課堂合作教學的核心。學生在互動交流中可以自由發表自己的觀點,表達自己在自主學習時產生的困惑。往往一個學生的一句話就可以啟發另一個學生思維。例如,部分學生認為“牛頓第一定律”是指物體不受到任何外力作用時的狀態。但他們在和其他學生進行互動交流時會發現“牛頓第一定律”是指物體不受任何外力作用時的狀態,實際上不受任何外力作用的物體是不存在的,從而明白在現實中,一個物體所受外力合力等于零時的表現與物體不受外力時的表現是相同的。可見,學生之間的互動交流可以很好的促進學生對知識的理解,同時可以有效拓展學生的視野,使他們更加全面、更加深入的分析問題,有助于學生對知識的理解和掌握,從而形成更加完善的知識體系和框架?傊,物理是初中教育中的重要組成部分,而“牛頓第一定律”又是學生必須掌握的基礎性知識,教師的教學過程同時也是學生的認知過程,對于力學規律的學習,教師還需要采取科學有效的教學手段來提高學生對它的理解和掌握。
參考文獻:
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熱力學第一定律論文 篇5
1化學熱力學在環境科學專業教學現狀
物理化學又稱為理論化學,包括化學熱力學、化學動力學和物質結構三大部分,國內主流的教材在內容選取上則只有化學熱力學和化學動力學兩大部分。物理化學是環境科學專業的一門重要基礎課,在人才培養方案中先修的課程包括無機及分析化學、大學物理、高等數學等,并為后續的環境化學、環境工程原理、大氣污染控制等課程提供支持。
但在環境科學專業教學中,由于現有各種版本的教材都主要是面向化學、化工專業,涉及環境科學相關的內容較少。即便是有的教材具有少量的內容與環境科學內容相關,也主要集中在化學動力學部分,例如光化學反應中的自由基反應級數等有關內容,可見只有物理化學教材中有關內容貼近了環境科學,本專業才能進一步加深學生對專業的認識,并激發其學習的熱情;瘜W熱力學作為物理化學中的一大重要分支,在物理化學教學環節中也有相當有著較大的篇幅,但是眾多內容編排上基本沒有涉及環境科學相關內容,再加上其公式推導較多,以及多年擴招后學生相對能力有所下降,導致學生普遍反映物理化學難度較大,并且還對為什么學習物理化學尤其是化學熱力學部分產生了質疑。以上這些矛盾使得學生在學習過程中對化學熱力學部分存在畏難的情緒,學習的興趣不大。
2化學熱力學在環境科學專業教學對策
針對上述問題,最合適的解決方案是出版一部具有大量環境科學知識的物理化學教材,但是一部教材的出版是需要多年的教學經驗積攢以及豐富的環境科學背景和扎實的物理化學基礎,因此在沒有達到這些要求之前,需要找到合理的方案。這是一套組合方案,包括教師組織教案、學生課外閱讀兩個方面。
2.1準備環境科學背景的教案
有種觀點認為,教案是中小學教學環節中采用的,大學教學環節是不需要的,這種觀點是錯誤的。大學課堂教學環節中,也是需要依據教學大綱、教學計劃,以及不同教材的特點和學生專業實際能力的差異進行編寫教案,編寫中往往是依據課時或者教學課題為單位,內容上需要將核心教學目的、主要教學內容安排列出,并包含教學過程中的教學手段、師生兩方面的教學語言及組織。由此可見,編寫教案是為上課提供充足的準備工作,是教師科學構思課堂組織活動的基本措施。對教案相關內容的研究、編寫和運用,關系到最后的課堂教學是否成功、教學質量的高低。但是,高校教案的編寫又不可以與中小學教案雷同,因為這是大學教學本身的特點所決定的,最大的特點就是大學一次課的授課內容遠遠高于中小學,如果按照課本頁碼計算,有時候一節課平均相當于課本二三十頁。因此,在保證教案中的教學目標、教學內容要點、教學活動設計、教學效果反思這四個基本要素的基礎之上,文、理、工、藝、體等不同的課程不必強求統一的模式,不同的高校課程應該有自身的特色。積極吸收現代教學心理學的理論,強調教學過程中學生應該達到的認知目標、情感目標、行為目標。在教案中體現不同專業間學生創新意識的培養、實踐能力的提高,并結合授課教師自身的專業背景和教學風格,從而最終提高教學質量。
由于現有的諸多物理化學教材中缺乏環境科學背景方面的化學熱力學教學章節,因此需要授課教師在備課時,廣泛搜集相關的資料。最好的辦法就是利用CNKI、萬方、維普等數據庫,在數據庫中以“環境”和“化學熱力學”,或者化學熱力學下某些章節的主要知識點作為關鍵詞進行搜索,查找已有的文獻資料,將文獻資料的內容仔細研讀,加入教案中,從而提高化學熱力學教學環節中的環境背景。例如,通過文獻搜索,發現環境三廢處理中廢渣采用了就熱力學穩定性判斷。有關教案主要內容如下:某工廠生產鋇鹽,在生產流程中有硫化鋇殘渣,在進行環境影響評價時候,需要分析其化學熱力學穩定性,從而便于進行下一步的處理。這其實就轉化為討論在常壓,25℃時候BaS的熱力學穩定性,可通過ΔG是否小于零,判斷其自發性,已知BaS遇到潮濕空氣中的水會形成易溶性的Ba(OH)2和劇毒的H2S,反應式如下:
ΔrGθm=ΔrHθm-TΔrSθm
=(65.76-298×94.84×10-3)kJmol-1=37.498kJmol-1
計算結果表明ΔG>0,即在常溫常壓的條件下,BaS不會自發分解產生H2S,因此廢渣是處于穩定的狀態,無需進一步處理。
通過這個例子,可見其化學熱力學知識很好的應用于實踐之中,讓學生可以牢固的掌握相應的方法,也體現了課程教案建設的重要性。
2.2提供課外閱讀材料
廣泛的課外閱讀材料可以為學生學習提供興趣,但是化學熱力學類專業性較強的書籍不可能與通俗易懂的科普類書籍一樣,這需要授課教師廣泛的學習,并找出與環境科學專業有關的化學熱力學類書籍。我們在實踐教學中發現,《溯源探幽:熵的世界》這本書籍通俗易懂的講解了化學熱力學有關的知識,并進一步的延伸到其他學科,而《環境多介質模型———逸度方法》則很好的將化學熱力學的基本概念運用于環境科學相關實踐中,是難得的一本適合的課外讀物。
隨著網絡技術的發展,以手機為代表的移動網絡日益走入教學環節。作所周知,單純文字、圖表、視頻這三種的傳遞信息是逐步增加的,且逐步容易被人們接收。近年來,大量傳統的電腦網絡課堂逐步轉移到手機載體的平臺,出現了大量的可以運用于手機平臺的在線課程,例如爾雅通識課、“高校邦”等,不僅提供傳統的網頁形式,還有APP、微信等平臺,這些課程可以作為廣泛的課外閱讀材料,通過給學生加以引導,讓其在課下擴充掌握化學熱力學、環境科學相關的材料,促進物理化學課程基礎知識的掌握。
3結論
通過授課教師積極準備教案,給學生積極提供課外閱讀材料,并充分利用現代化的手機移動網絡平臺的在線課程,可以為現階段環境科學專業的學生有效學習物理化學中化學熱力學部分的內容提供支持。
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