关于热力学第一定律的论文 热力学第一定律论文(精选5篇)
热力学第一定律论文(精选5篇)
在日常学习和工作中,大家都不可避免地要接触到论文吧,论文是讨论某种问题或研究某种问题的文章。一篇什么样的论文才能称为优秀论文呢?下面是小编收集整理的热力学第一定律论文(精选5篇),希望能够帮助到大家。
热力学第一定律论文 篇1
一、采用激励启发方式组织课堂教学
工程热力学课程的特点是理论性强、概念抽象,教学难度大。在缺少专业工程背景的情况下,学生在学习过程中普遍感觉较为困难,甚至茫然不知所云。如何使学生能够较好地掌握教学内容及热力学基本内容,是工程热力学课程教学的根本所在。在多年的教学过程中,我们发现在课堂教学中,除了需要借助优美的PPT多媒体课件来展示热力学过程,更需要激发学生学习热力学的兴趣,在引入一些工程实例的基础上,激励学生去思考,及时地与学生就教学内容进行讨论,促进学生对知识点的掌握和领悟。与常规教学方法相比,课堂教学不再是文字、公式的罗列,PPT动画的简单演示,而是把教学的核心放在启迪学生对热力学概念、原理的思考及把握上,使学生在学习课程内容的同时,熟悉热力学的系统内容、章节间的逻辑关系、基本原理等,形成对热力学的一种系统的总体的认识和把握,而不是零散地去背诵记忆一些片段。
通过这种激励启发式的教学,使学生做到理论和实际工程案例的结合,从而使热力学知识很好地固化在学生的大脑中,并且达到灵活应用的目的。激励启发式教学,需要教师在课堂教学前充分准备,精心设计课堂教学内容的每个环节,围绕章节内容中的重点知识内容,设计问题及启发实例,并完成课堂互动讨论的教学组织,在此过程中需要教师饱含激情和较好的耐心,使学生在严肃活泼的氛围中掌握热力学的相关知识。
二、改进课堂教学PPT,增加工程实例
工程热力学作为一门专业基础课,与工程实际密切相关。在教学过程中,需要有很多的工程问题作为背景。以教科书为单一内容的PPT演示,并不能满足课堂学生学习的需要。为了提高学生学习热力学的兴趣及深入掌握热力学知识,迫切需要在传统课件中加入工程实例,利用多媒体技术全面展示热力学的工程应用,使学生在工程案例的演示中发现并体会工程热力学的重要性及美感。通过工程案例的学习,使课堂教学内容图文并茂,声像结合,使学生在多方位、立体化地形成认知并达到对热力学知识的理解、分析、记忆、掌握和应用。对于热力学工程案例,我们选取了真空做功、制冷循环,内燃机等工程机械作为实例,进行详细分析和讲授。
工程案例的引入,将实际生活中与热力学相关的问题引入到教学中,用所学知识来解释工程问题,在讲解中让学生明白热力学知识可以解决本专业涉及的实际专业问题,从而实现“从理论中来,到实践中去”,实现对创新型人才的培养。
三、将工程热力学的学习融入大学生创新项目中
在创新型人才培养中,需要提升学生运用基础理论进行学术研究的能力和具有工程应用背景的有关开发、设计的能力。大学生创新项目的实施,有利于促进高校培养具有创新意识和能力的新型人才,促进高校探索并建立以科研活动为中心的教学模式,倡导以学生为主体的本科人才培养和研究性学习教学改革,充分调动学生主动学习的积极性、创新思维和创新意识,同时在项目实施中使学生逐渐掌握思考问题、解决问题的能力。结合大学生创新项目,结合建筑环境与能源应用工程的专业特点,在指导学生大创项目时,将热力学第一定律、热力学第二定律和卡诺定律应用其中,使学生明白能源利用的守恒性,以及如何提高热力循环的效率,减少不可逆损失,这些都成为学生应用所学知识来解决实际问题的一种锻炼。
学生在科研项目中,深化了对热力学知识的认识,同时提高了自己思考问题、解决问题的能力。同时,鼓励学生积极参加各类挑战杯、建筑节能比赛、机械创新设计大赛等,通过这些竞赛活动进一步提升自己的创新能力。
四、改进课后作业完成形式,增加分析报告
工程热力学课程是一门实践性很强的课程,其中很多理论已用于工业过程。因此,在课后作业中,需要对传统布置练习题来检验教学成果的方式进行改进,增加一些实际工业循环的实例,让学生通过分析其所应用的原理,提交分析报告,并指出该工业过程效率提高的方式和途径,以这样的方式来激发学生学习的兴趣,提高学生理论联系实际的能力。
同时,精选一些课后习题,通过详解的方式,激发学生的创新意识和解决问题的能力,进一步促进创新型人才的培养。创新是实现社会持续不断向前发展的原动力,也是培养和造就一大批素质过硬、勇于创新的新世纪人才,保证国家高速发展的有力保障。创新能力的培养来自于理论和课堂,更在于理论和课堂之外的亲身体会和具体的实践操作。
本文从工程热力学教学与工程实例结合,与科研活动结合,改进课堂教学组织模式和课后作业完成形式等方面,探讨了以培养创新型人才为目标下的工程热力学教学改革与实践,希望能够进一步提高工程热力学的教学质量和效果。
参考文献:
[1]岳丹婷,吕欣荣,李青.深化热工教学改革加强学生创新能力培养[J].2002,(4):86-88.
[2]谭羽非.突出专业特点改革工程热力学课程教学的研究与实践[J].高等建筑教育,2004,(13):39-43.
[3]苏亚欣,汝俭.专业基础课程教学中创新性思维培养的研究与实践[J].纺织服装教育,2006,(5):45-47.
[4]张慧英.21世纪生命科学呼唤现代生物技术[J].实验室研究与探索,2007,(26):13-16.-134
热力学第一定律论文 篇2
热力学第二定律表明自然界中一切与热现象有关的宏观过程都是不可逆的。不可逆过程指的是系统经历一个过程后,需要借助外界的帮助才能(即不能自发的)重新回到原来状态从而给外界留下痕迹,这样的过程称为不可逆过程。自然界中关于不可逆的过程有许多,例如,水往低处流,但水不能自发的从低处往高处流,必须借助帮助例如抽水机,但却消耗了电能,给外界留下了痕迹,说明水的流动具有方向性。又例如热量从高温向低温传递,但热量不能自发从低温向高温传递,必须借助外界的帮助从而给外界留下痕迹。再例如物体在粗糙平面上滑行最终静止,动能转化为内能,接触面温度升高,但此时内能不可能自发的转化为机械能,使得接触面温度降低,物体的动能变大,系统回到原来的状态。当然,借助外界的帮助可以实现这个过程,但要引起外界的变化。种种现象表明,自然界有许多的宏观过程具有方向性。
对于热力学第二定律,学生总是有这样以下误解,有必要进行澄清和巩固理解。
首先认为宏观过程的方向性指的是系统可以从一个状态向另一个状态转变,但不能从该状态回到原来状态,对热力学第二定律成立的条件理解不够。例如,认为热量可以从高温向低温传递,但不能从低温向高温传递,实际上,该过程是可以实现的,只不过不是自发的,而是借助外界的帮助才能实现,这才是热力学第二定律要告诉我们的信息。在这里,以冰箱的工作原理为例子来帮助学生理解。冰箱是通过消耗电能,压缩工作物质,通过工作物质把热量从低温传向高温,在这里展现了低温向高温传递热量过程的可实现性,但条件是什么,是消耗了电能,给外界造成影响,因而这一过程不是自发的,是不可持续的。
其次要强调的是热力学第二定律与第一定律的关系。从一个过程到另一个过程尽管不违反热力学第一定律,但却违反热力学第二定律。例如第二类永动机,它从单一热源吸收热量完全转变为功,不引起其他变化。如果能实现,则可造这样的一台机器,直接从海水中吸收热量用来全部做功,解决能源的短缺问题。在这个过程中,吸收的热量转变成了功,是遵守热力学第一定律的,但该过程要引起外界的变化,是不可持续的。这样,进一步巩固了宏观过程的方向性问题。
再次要指出的是热力学第二定律表述的普遍性,因为具有方向性的宏观过程是普遍存在的,因此,可以针对每一现象对热力学第二定律进行表述,例如可以表述成第二类永动机不可制成,不可能使墨水在水中扩散后完全恢复而不引起外界的任何变化,不可能使热量从低温物体传向高温物体而不引起其他变化,不可能使燃烧后的纸完全恢复而不引起其他变化……这样,就进一步表明了自然界中具有方向性的宏观过程是普遍存在的,加深了热力学第二定律的理解和应用。
最后,由于热力学第二定律描述的是物理过程的因果转化关系,具有一定的推理性,比较抽象,学生理解有误差乃至不能应用是很自然的,教师应从多个角度剖析,校正理解的偏差,巩固理解,加强应用,方能达到教学的目标。
热力学第一定律论文 篇3
用实例说明热力学在阐明无机化学问题中的重要性及一般方法。
热力学;无机化学;讨论
我们在无机化学的学习过程中,越来越感到需要运用能量变化的规律来阐明一些化学现象,用热力学的知识来加深对无机化学知识的理解。运用热力学的知识,能更好地阐明无机化学中的关于化学平衡常数及其推导、无机离子性盐类溶解性等问题,有助于从理论上来定量地讨论化学反应,寻求影响反应进行的因素和指导进行无机合成。为了阐明无机物性质及其无机反应的规律,当应用热力学的观点时往往比单靠微观结构观点更能得到满意的结果。现举例说明。
一、关于化学平衡常数及其推导的讨论
标准平衡常数与△G
气体反应:aA+dDgG+hH
等温等压下,热力学推导证明:
△G=△+RTln
上式称为化学反应的等温方程式。
=(称为相对压力商)
反应达平衡时,△G=0,等温方程式为
△G=△+RTln=0
△=-RTln
△G=-RTln
称为标准压力平衡常数
=-△n△n=(g+h)-(a+d)
等温方程式可写成:△G=-RTlnK+RTlnQ
任意状态下的`化学反应方向的判据:
Q<K,△G<0,正反应自发进行;
Q>K,△G>0,逆反应自发进行;
Q=K,△G=0,反应达平衡。
二、关于无机离子性盐类溶解性的讨论
例4离子性化合物在水中溶解的难易程度,可以根据溶解过程的标准自由能变化[123]来加以讨论:ΔSG=ΔSH-TΔSS。当ΔSG<0,溶解自发进行,即为易溶解的物质;δsg>0,溶解不能自发进行,即为难溶解的物质;ΔSG=0,溶解处于平衡。由ΔSG的计算公式可以看出,溶解过程的焓变和熵变都对自由能变化作出贡献,所以在研究溶解过程的自由能变化时,应从ΔSG和ΔSH两方面进行整体分析[4]。一方面,由于在溶解过程中,焓变通常很小,熵变的重要性有时显得十分突出;另一方面,又由于焓变的影响通常很明显,判断比较容易。
溶解过程中的熵变包括两个方面:
(1)在离子化合物溶解生成水合离子的过程中,由于离子的电荷强电场的作用,使得在离子周围形成了一个水化层。显然,水化过程使系统的混乱度减小。
(2)离子的水化破坏了水原有的簇团结构,使水分子变得自由,结果是体系混乱度增加,水合过程的熵增加。因此,溶解过程的熵是增加还是减小决定于这两个方面哪一个占优势。如果ΔsS<0,熵变项对自由能变化的贡献是正值,即ΔSS<0,使盐的溶解性减小。如果δss>0,熵变项对自由能变化的贡献是负值,即ΔSS>0,使盐的溶解性增加。显然,当离子的电荷很高和离子半径较小时,离子的电荷密度较大,第一种效应占优势,此时熵值减小,不利于溶解过程的发生;相反,当离子电荷低、半径大、离子电荷密度小,此时,第一种效应较弱,此时熵值增加,有利于溶解过程的自发进行。
定量分析NaCl和AgCl溶解过程的热力学数据,能够进一步加深对离子性盐类溶解性问题的深刻理解。这两个化合物在溶解时都是吸热的,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(单位:kJ·mol-1)
AgCl:55.5>065.5>033.6>0
但在NaCl的溶解过程中焓变的正值较小,熵变项的贡献对ΔS的影响又比较大,最终使得ΔS<0。而agcl的溶解熵变的贡献不能克服较大的焓变为正的不利影响,结果δs>0。故NaCl为易溶的物质而AgCl为难溶的物质。然而,CaCl2和CaF2都同它们相反,它们的溶解过程因Ca2+离子的电荷高、半径小因而是熵减的过程,又由于F-的影响比Cl-更大一些,因而熵减的更多:
ΔS=ΔS-TΔS
CaCl2:-65.5-82.2-56.0
CaF2:1.76.6-151.3
CaCl2和CaF2,二者的差别在于CaCl2同时也是焓减小的过程,其较负的焓效应足以克服相对较弱的熵变产生的不利影响,因而ΔS仍为负值,所以CaCl2易溶。而CaF2却是焓变的增加和数值比较大的熵减小过程,因而ΔS仍为正值,故难溶。
结论:
至此可以概括用热力学方法研究一个化学问题可以分为三步:第一,用热力学方法叙述问题,一般是比较热力学数据;第二,再用热力学方法去论述该问题,找出影响因素,论述应在许多种可能途径中选用热力学数据最准确可靠和为理论阐述最容易的那一种,一旦完成了这些,热力学工作就告结束;第三,对论述的问题进行理论说明。
这样一来,热力学就像是一些理论化学与实验提出的问题之间的一座桥梁,即使这种理论回答有时仅是定性的或不可信的。这种失败不能归咎于热力学,事实上,这样的失败可能有两个原因:一是可能所采用的热力学数据不当,二是化学理论仍面临严重的不足。
热力学第一定律论文 篇4
摘要:“牛顿第一定律”是初中物理课堂教学内容中非常重要的一部分,它是学生学习动力学知识的基础,因此得到了物理教师的重视。虽然初中学生在物理课堂上能够对牛顿第一定律的知识倒背如流,但是在实际应用的过程中还是存在着很多问题,鉴于此,教师在教学过程中应当注意引用适当的教学方法来让学生对这一知识加深理解。本文主要围绕“牛顿第一定律”展开探讨,并提出几点切实有效的教学策略来提高物理课堂的教学质量。
关键词:初中物理;牛顿第一定律;解答策略
“牛顿第一定律”也被称为惯性定律,它在牛顿力学理论中一直是个基石般的存在,从亚里士多德创造的自然哲学到牛顿发现的力与运动之间的关系,这其中最为深刻的变化就是牛顿建立的第一定律。可以这样说“牛顿第一定律”时刻出现在我们的生活中,有了这一定律的建立,才有了人类以更加科学的态度进行研究和发展。为此可以说“牛顿第一定律”在人类的发展史上是功不可没的。初中学生在学习过程中难免会存在一些误区和疑惑,因此教师必须以更科学、有效的方法来让学生接受。
一、回顾“定律”历史争论,阐明“定律”的含义
在教学初始,教师应该带领学生一起回顾关于“牛顿第一定律”的产生过程和历史争论,让学生明白“牛顿第一定律”是英国科学家牛顿在前辈伽利略等人研究成果的基础上建立起来的,它是对物体运动的一种总结和概括,即自然界中的一切物体,在没有受到外力作用的时候,总是会以匀速运动或者静止不动的状态存在[1].关于这个定义,初中物理教师要对学生进行充分的讲解和说明:“牛顿第一定律”研究的对象是自然界中的一切物体,也就是说不存在例外,应用“牛顿第一定律”规律的前提条件是:物体在没有受到力的作用时,而这个定律的最终结论是:静止的物体会继续保持静止状态,运动的物体依然会保持匀速运动不变。对于“牛顿第一定律”知识的教学,教师一定要进行咬文嚼字般的讲解,只有让学生将其中的内涵和外延全部掌握,才能在以后的学习中有更好的应用。
二、“牛顿第一定律”教学要与学生的生活相联系
很多教师在教学“牛顿第一定律”过程中都会有自己独到的见解和教学方法,虽然大多数都取得了不错的教学成果,使得学生学会了解决书面问题,但是在现实生活中我们就会发现学生对于“牛顿第一定律”的掌握还不是很理想,对很多知识的理解仅仅停留在了表面,没有深入的对力学现象进行深入的分析。这时教师就会存在疑惑,究竟是教学方法出现问题了呢?还是学生自身理解错误了?可见如果脱离了生活实际开展物理教学,虽然能够取得一定的成效,但终是没有达到理想的效果。因此,笔者认为开展初中物理“牛顿第一定律”教学还需要密切的联系学生的实际生活,在教学中精心设计相关的物理实验,让学生在实验的观察中得到物体运动的结论。实验证明,学生在亲身体验中得出的教学结论更容易被应用到实际问题的解决上。例如,初中物理教师在讲到“牛顿第一定律”时,为了让学生对这一理论有更深刻的了解和掌握,可以在讲课之前出这样一道题:小亮坐在一列匀速直线行驶的火车上,如果在这时小亮将手中的香蕉抛向空中,那么香蕉掉下来时会掉在火车的地上还是仍然在小亮手里?这个问题会激发出学生的好奇心和学习兴趣,很多学生说会掉落在地上,还有一部分学生会说在小亮手里?这时教师就可以亲自做个类似实验来为学生揭晓答案。
三、创设教学情景,探究“牛顿第一定律”的知识规律
对于“牛顿第一定律”的规律总结,教师可以借助具体的演示实验来向学生进行讲解。如,第一个实验:在一个水平台子上放置一辆小车,教师用手轻轻一推,车子就会开始运动,如果教师将手拿开,那么车子就会停止。这时教师就可以适时地提出问题:这辆车子为什么会运动呢?在什么情况下停止的呢?学生就会纷纷开始回答:车子是在教师的推动力下开始运动,如果推动力没有了,车子就会停止运动。教师在这时就可以引出哲学家亚里士多德对于物体运动的观点:力是维持物体运动的根本原因。学生听了之后会感觉到非常有道理,这时就会产生对力学知识的一个错误认知。然后教师可以为学生展示第二个实验:教师在平台上用力推动小车,那么小车就开始运动,这时教师立即将手拿开,车子仍然会向前运动直至停止。这时教师可以提出问题:学生,谁能告诉我,在我的手离开小车之后,为什么它还会运动呢?物体的运动是由力来维持的吗?小车停止的原因又是什么呢?学生在深入的思考过后就会得出结论:物体在没有力的情况下也会继续运动,而小车之所以会停止,那是因为它受到了地面的摩擦力。这时教师就可以向学生阐述正确的“牛顿第一定律”:物体的运动是不需要力来进行维持的,力能改变的只是物体的运动状态。
四、注重课堂合作教学,促进学生自主学习
课堂合作教学主要由学生自主思考、教师与学生合作、学生与学生合作三个部分组成。通过课堂合作教学可以有效激发学生的学习积极性,让学生充分体会合作学习的乐趣和成就感,从而有效提升课堂教学效率[2]。
1.自主思考,形成观点见解。教师在教学“牛顿第一定律”时,可以先要求学生进行自主思考,引导学生形成自己的见解,这是学生进行合作学习的前提。学生具备了自己的见解才能很好地参与交流讨论,在与他人观点的交锋中碰撞出思维火花,进而完善自己的观点。学生通过自主思考和学习将会明白:运动是物体属性的其中一种,物体的运动无需力来维持,也会理解牛顿第一定律中揭示的力和运动之间的定性关系:物体运动状态的改变是因为力的作用,力是使物体产生加速度的原因……在课堂上,教师要给学生预留充足的自主思考时间,启发学生的思维,引导学生形成自己的观点。
2.师生合作,打造和谐课堂。学生在进行自主思考过后,难免会留下一些一时难以解决的问题,学生会感到困惑。因此,教师应该给予学生适当的点拨,引导学生“顿悟”。例如,学生在学习“惯性”这个新概念时,学生经过思考后认为:惯性是一种改变物体运动状态的力。针对学生的错误认知,教师应该及时进行纠正,让学生理解惯性是物体保持匀速直线运动或静止状态的一种特性,而力是指物体与物体之间的作用,惯性不是力。在教师的点拨下,学生可以纠正之前的错误观点,更好的理解知识。
3.生生互动,实现共同进步。学生是课堂教学的主体,学生之间的互动是课堂合作教学的核心。学生在互动交流中可以自由发表自己的观点,表达自己在自主学习时产生的困惑。往往一个学生的一句话就可以启发另一个学生思维。例如,部分学生认为“牛顿第一定律”是指物体不受到任何外力作用时的状态。但他们在和其他学生进行互动交流时会发现“牛顿第一定律”是指物体不受任何外力作用时的状态,实际上不受任何外力作用的物体是不存在的,从而明白在现实中,一个物体所受外力合力等于零时的表现与物体不受外力时的表现是相同的。可见,学生之间的互动交流可以很好的促进学生对知识的理解,同时可以有效拓展学生的视野,使他们更加全面、更加深入的分析问题,有助于学生对知识的理解和掌握,从而形成更加完善的知识体系和框架。总之,物理是初中教育中的重要组成部分,而“牛顿第一定律”又是学生必须掌握的基础性知识,教师的教学过程同时也是学生的认知过程,对于力学规律的学习,教师还需要采取科学有效的教学手段来提高学生对它的理解和掌握。
参考文献:
[1]孙丽媛,徐恩生,罗洪超.牛顿第一定律的实质、地位和作用[J].沈阳航空工业学院学报,2023(02):78-79.
[2]李丽.初中物理概念教学中核心提问策略研究[D].曲阜师范大学,2023.
热力学第一定律论文 篇5
1化学热力学在环境科学专业教学现状
物理化学又称为理论化学,包括化学热力学、化学动力学和物质结构三大部分,国内主流的教材在内容选取上则只有化学热力学和化学动力学两大部分。物理化学是环境科学专业的一门重要基础课,在人才培养方案中先修的课程包括无机及分析化学、大学物理、高等数学等,并为后续的环境化学、环境工程原理、大气污染控制等课程提供支持。
但在环境科学专业教学中,由于现有各种版本的教材都主要是面向化学、化工专业,涉及环境科学相关的内容较少。即便是有的教材具有少量的内容与环境科学内容相关,也主要集中在化学动力学部分,例如光化学反应中的自由基反应级数等有关内容,可见只有物理化学教材中有关内容贴近了环境科学,本专业才能进一步加深学生对专业的认识,并激发其学习的热情。化学热力学作为物理化学中的一大重要分支,在物理化学教学环节中也有相当有着较大的篇幅,但是众多内容编排上基本没有涉及环境科学相关内容,再加上其公式推导较多,以及多年扩招后学生相对能力有所下降,导致学生普遍反映物理化学难度较大,并且还对为什么学习物理化学尤其是化学热力学部分产生了质疑。以上这些矛盾使得学生在学习过程中对化学热力学部分存在畏难的情绪,学习的兴趣不大。
2化学热力学在环境科学专业教学对策
针对上述问题,最合适的解决方案是出版一部具有大量环境科学知识的物理化学教材,但是一部教材的出版是需要多年的教学经验积攒以及丰富的环境科学背景和扎实的物理化学基础,因此在没有达到这些要求之前,需要找到合理的方案。这是一套组合方案,包括教师组织教案、学生课外阅读两个方面。
2.1准备环境科学背景的教案
有种观点认为,教案是中小学教学环节中采用的,大学教学环节是不需要的,这种观点是错误的。大学课堂教学环节中,也是需要依据教学大纲、教学计划,以及不同教材的特点和学生专业实际能力的差异进行编写教案,编写中往往是依据课时或者教学课题为单位,内容上需要将核心教学目的、主要教学内容安排列出,并包含教学过程中的教学手段、师生两方面的教学语言及组织。由此可见,编写教案是为上课提供充足的准备工作,是教师科学构思课堂组织活动的基本措施。对教案相关内容的研究、编写和运用,关系到最后的课堂教学是否成功、教学质量的高低。但是,高校教案的编写又不可以与中小学教案雷同,因为这是大学教学本身的特点所决定的,最大的特点就是大学一次课的授课内容远远高于中小学,如果按照课本页码计算,有时候一节课平均相当于课本二三十页。因此,在保证教案中的教学目标、教学内容要点、教学活动设计、教学效果反思这四个基本要素的基础之上,文、理、工、艺、体等不同的课程不必强求统一的模式,不同的高校课程应该有自身的特色。积极吸收现代教学心理学的理论,强调教学过程中学生应该达到的认知目标、情感目标、行为目标。在教案中体现不同专业间学生创新意识的培养、实践能力的提高,并结合授课教师自身的专业背景和教学风格,从而最终提高教学质量。
由于现有的诸多物理化学教材中缺乏环境科学背景方面的化学热力学教学章节,因此需要授课教师在备课时,广泛搜集相关的资料。最好的办法就是利用CNKI、万方、维普等数据库,在数据库中以“环境”和“化学热力学”,或者化学热力学下某些章节的主要知识点作为关键词进行搜索,查找已有的文献资料,将文献资料的内容仔细研读,加入教案中,从而提高化学热力学教学环节中的环境背景。例如,通过文献搜索,发现环境三废处理中废渣采用了就热力学稳定性判断。有关教案主要内容如下:某工厂生产钡盐,在生产流程中有硫化钡残渣,在进行环境影响评价时候,需要分析其化学热力学稳定性,从而便于进行下一步的处理。这其实就转化为讨论在常压,25℃时候BaS的热力学稳定性,可通过ΔG是否小于零,判断其自发性,已知BaS遇到潮湿空气中的水会形成易溶性的Ba(OH)2和剧毒的H2S,反应式如下:
ΔrGθm=ΔrHθm-TΔrSθm
=(65.76-298×94.84×10-3)kJmol-1=37.498kJmol-1
计算结果表明ΔG>0,即在常温常压的条件下,BaS不会自发分解产生H2S,因此废渣是处于稳定的状态,无需进一步处理。
通过这个例子,可见其化学热力学知识很好的应用于实践之中,让学生可以牢固的掌握相应的方法,也体现了课程教案建设的重要性。
2.2提供课外阅读材料
广泛的课外阅读材料可以为学生学习提供兴趣,但是化学热力学类专业性较强的书籍不可能与通俗易懂的科普类书籍一样,这需要授课教师广泛的学习,并找出与环境科学专业有关的化学热力学类书籍。我们在实践教学中发现,《溯源探幽:熵的世界》这本书籍通俗易懂的讲解了化学热力学有关的知识,并进一步的延伸到其他学科,而《环境多介质模型———逸度方法》则很好的将化学热力学的基本概念运用于环境科学相关实践中,是难得的一本适合的课外读物。
随着网络技术的发展,以手机为代表的移动网络日益走入教学环节。作所周知,单纯文字、图表、视频这三种的传递信息是逐步增加的,且逐步容易被人们接收。近年来,大量传统的电脑网络课堂逐步转移到手机载体的平台,出现了大量的可以运用于手机平台的在线课程,例如尔雅通识课、“高校邦”等,不仅提供传统的网页形式,还有APP、微信等平台,这些课程可以作为广泛的课外阅读材料,通过给学生加以引导,让其在课下扩充掌握化学热力学、环境科学相关的材料,促进物理化学课程基础知识的掌握。
3结论
通过授课教师积极准备教案,给学生积极提供课外阅读材料,并充分利用现代化的手机移动网络平台的在线课程,可以为现阶段环境科学专业的学生有效学习物理化学中化学热力学部分的内容提供支持。
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