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物理化學熱力學實驗有哪些

發布時間:2023-04-15 04:11:38

1. 物理化學實驗的介紹

全書共分8章,含45個實驗項目。主要實驗內容包括:物質熱力學性質的測定、電解質溶液性質和電化學性質的測定、化學反應動力學性質的測定、界面與膠體性質的測定、結構化學實驗等。

2. 物理化學熱力學

本科階段的「物理化學」課程一般分為兩門課《物理化學》和《結構化學》。這兩門課都是運用物理的理論研究化學過程中的共性問題、基本問題或本質問題。這是對繁雜的化學運動的總結和升華,是真正的理論精華(其中的部分內容中學已簡單介紹),化學的其它部分都可看作是經驗(感性認識)。任何的化學現象都可以或將來一定可以從物理理論進行解釋。

《物理化學》(狹義的)主要研究化學熱力學(主要討論以下主題:相變過程、反應過程的熱效應,相變、反應方向和限度,即化學平衡以及影響因素,表面、界面現象等等)和化學動力學(主要研究:反應速率及影響因素,反應的機理或微觀歷程)。

化學熱力學建立在熱力學(屬於物理學)理論的基礎上,用熱力學理論研究化學過程的基本問題。熱力學不考慮物質的微觀結構,它利用熱力學定律和物態方程從宏觀上解決問題,即試圖根據某些實驗數據導出物質的各種宏觀性質及其變化規律。熱力學本質上是經驗理論,不論是熱力學定律還是物態方程都是人們用大量實驗數據總結出來的(熱力學定律可以直接驗證,並不一定需要經過種種推導得出的推論被實驗檢驗)。

統計力學是建立在一些基本假設(無法直接用實驗驗證)的基礎上,運用統計的數學方法來闡明熱力學定律的微觀本質,建立宏觀和微觀間的關系,即設法從微觀運動出發通過理論推導計算物質的各種宏觀性質及其變化規律。統計力學不依賴任何實驗數據,是一種「純」理論,假設以及整個理論體系的正確性靠由它推出的結論被實驗證實而得到檢驗(相對論、量子力學都是這樣的理論,而牛頓力學則屬於經驗理論)。統計力學是物理學中最艱深的理論之一(凡是「純」理論都是艱深的),本科階段化學類專業一般只介紹分子運動論的基本思想和簡單理論推導,作為熱力學的一種補充和深化。

化學動力學看起來並沒有什麼物理基石,沒有什麼系統的物理理論作為研究基礎,其實散見於物理學各個分支中的基本概念仍然貫穿於化學動力學的理論體系中。

《結構化學》主要研究物質的微觀結構(主要討論其中電子的行為,化學鍵、分子間力的電子本質。化學反應本質上就是電子的變化)和探測微觀結構的物理手段(各種光譜、波譜、能譜等等)。

結構化學的物理基石就是量子力學,結構化學中涉及的量子理論主要包括量子力學的基本假設及由這些基本假設導出的薛定諤方程,以及對原子解薛定諤方程得出的一些重要結論,例如原子的能級分布,電子排布,四個量子數的意義等等。用薛定諤方程來解決分子中的電子運動,就得到了化學鍵的本質和化學反應的本質,得到了分子中電子能級的分布,及相關問題的深入理解。如前所述量子力學也是艱深的理論,對學化學的本科學生而言,只要定性理解其基本思想和主要結論就可以了,不必過多關注其中復雜的數學推導(但要知道推導的大意和貫穿其中的邏輯,也就是基本思想)。對將來打算致力於化學研究的學生而言,盡可能搞清細節當然更好(這也可看作你是否適合從事化學理論研究工作的試金石,不能基本弄清者,建議從事實驗研究或實際應用方面的工作)。

綜上,對於今後打算從事應用性工作的學生,結構化學(包括其中的量子力學)的重要性就不及物理化學了,對打算從事研究性工作的學生,兩門課程同樣重要,其中理論性研究的對量子力學中涉及的數學需要更深透的理解。
求採納為滿意回答。
滿意請採納。

3. 給一個現象要用物理化學的化學熱力學解決,要求有詳細的步驟,字數要多,誰幫幫忙我給分啊!

我上的是化學專業,學四大化學,給你說的就是物理化學上的典型例子。
表面現象里有
液體與固體、液體相比較,它在宏觀上突出的特性是沒有一定形狀,具有流動性。但它具有一定的體積,而且不易壓縮,這方面特點比較接近固體。從微觀上看,液體內部分子也是密集在一起的,分子間距較小,分子間相互作用力較大。液體分子運動主要表現為在平衡位置附近做微小振動,在很小區域內,液體分子是有規則排列的。但是液體分子區別於固體分子,液體分子沒有長期固定的平衡位置,不斷移動,造成液體具有流動性。

液體有很多區別於固體和氣體的性質,今天只研究液體與氣體接觸的表面層的性質和液體與固體的接觸層的一些性質。

1.液體的表面現象

(1)演示實驗:長方形玻璃缸內,潤滑機油在水和酒精混合液內,呈圓球形懸浮。

我們知道相同體積的各種形狀中,只有球形物體的表面積最小。潤滑油在混合液內呈球形,說明液體表面有收縮到最小的趨勢。

演示實驗:用肥皂水做實驗來證明液面有收縮趨勢。

①把一根棉線拴在鐵絲上(棉線不要拉緊),鐵絲環在肥皂水裡浸過後,環上出現肥皂水的薄膜,用熱針刺破鐵絲環上、棉線兩側肥皂水薄膜的任意一部分,造成棉線被另一側薄膜拉成弧形,棉線被拉緊。

②把一個棉線圈拴在鐵絲環上,讓環上布滿肥皂水的薄膜。如果用熱針刺破棉線圈內的那部分薄膜,外邊的薄膜會把棉線拉緊呈圓形。

以上實驗說明液體表面好像緊張的橡皮膜一樣,具有收縮的趨勢。

(2)液體表面具有收縮趨勢的微觀解釋

液體與氣體接觸的表面形成一薄層,叫表面層。由於表面層上方是氣體,所以表面層內的液體分子受到周圍分子作用力小於液體內部分子,表面層里的分子要比液體內部分子稀疏一些,這樣表面層分子間引力比液體內部更大一些。在液體內部分子間引力和斥力處於平衡狀態,而表面層內由於分子引力較大,因此表面層有收縮的趨勢。

(3)表面張力和表面張力系數

液體表面各個部分之間的相互吸引力,叫表面張力。如同一根彈簧被拉伸後,其中的一圈與另一圈之間有收縮作用一樣。

說明表面張力的方向垂直液面分界線,又與液面相切。

表面張力系數是液體表面上單位長度分界線上的表面張力。同一種液體溫度升高,表面張力系數減小。不同液體表面張力系數不同,如水銀的表面張力系數較大,而水又比酒精的表面張力系數大。

2.浸潤和不浸潤

(1)演示實驗:用實物投影幻燈來觀察浸潤和不浸潤現象。

兩塊方形潔凈的玻璃片上各滴一滴水和一滴水銀,觀察兩種液滴在玻璃片上的狀態。

再用潔凈的玻璃片分別浸入盛有水和水銀的燒杯內,玻璃片從水中取出時其上附著一層水,而玻璃片從水銀中取出時玻璃片上不附著水銀。

(2)說明浸潤和不浸潤的定義

液體與固體接觸時,液體與固體的接觸面擴大而相互附著的現象叫做浸潤。如果接觸面趨於縮小而不附著,則叫做不浸潤。

(3)演示實驗:用實物投影幻燈來觀察燒杯內水面和另一燒杯內水銀面。

由於液體對固體有浸潤或不浸潤,造成液面在器壁附近上升或下降,液面彎曲,形成凹形或凸形的彎月面。

(4)浸潤和不浸潤的微觀解釋

液體與固體接觸處形成一個液體薄層,叫做附著層。附著層里的分子既受固體分子的吸引,又受到液體內部分子的吸引。如果受到固體分子的吸引力較弱,附著層的分子就比液體內部稀疏,在附著層里分子間吸引力較大,造成跟固體接觸的液體表面有縮小的趨勢,形成不浸潤。反之,如果附著層分子受固體分子吸引力相當強,附著層分子比液體內部更密集,附著層就出現液體相互推斥的力,造成跟固體接觸的液體表面有擴展的趨勢,形成浸潤。

與學生討論課本中習題里講到的縫衣針放在水面上不沉沒、布雨傘不漏雨水等現象。

3.毛細現象

(1)演示實驗:

用實物投影幻燈來觀察幾根內徑粗細不同的細玻璃管插入一淺水槽中,管內水面高出水槽里水面,而且越細的管,水面上升得越高。

用兩側直徑大小不等的U形玻璃管,放入水銀後,細管內水銀面低於粗管水銀面。

(2)毛細現象的定義:

浸潤液體在細管里上升的現象和不浸潤液體在細管里下降的現象,叫做毛細現象。

(3)毛細現象的解釋:

解釋浸潤液體在毛細管里上升的現象。浸潤液體與毛細管內壁接觸的附著層有擴展的趨勢,造成液體與空氣接觸面彎曲,呈凹形彎曲,液面與管壁接觸的附近的表面張力是沿液面切線方向向上的。表面張力有使液面收縮趨勢,造成管內液柱上升。直到表面張力向上的拉引作用與管內升高的液柱重力平衡,管內液體停止上升,液柱穩定在一定的高度,如圖所示。細管越細,即管截面積小,那麼液柱上升高度就越大。

可用相似的分析方法,解釋不浸潤液體在毛細管里下降的現象。

(4)舉例說明毛細現象的應用:

紙張、棉花脫脂後能夠吸水的原因在於其內部有許多細小的孔道,起到毛細管作用。

田間農作物的重要管理措施是鋤地鬆土,防止土地板結,其目的是破壞土壤里的毛細管,使地下水分不會快速引上而蒸發掉。

1.液體與氣體接觸的表面有收縮的趨勢,液面內相鄰兩部分之間的彼此相互吸引力叫表面張力

4. 物理化學實驗有哪些

結構化學、熱化學、化學熱力學、化學動力學、電化學。

幾個化學和物理實驗

lsdiddepp49 LV82013-06-15

要有深度

滿意答案



xjtxuyan

LV9

2013-06-16

1.筷子的神力
思考:把一根筷子插入裝著米的杯子中,然後將筷子上提,筷子會把米和杯子提起嗎?
材料:塑料杯一個、米一杯、竹筷子一根
操作:
1、將米倒滿塑料杯。
2、用手將杯子里的米按一按。
3、用手按住米,從手指縫間插入筷子。
4、用手輕輕提起筷子,杯子和米一起被提起來了。
講解:
由於杯內米粒之間的擠壓,使杯內的空氣被擠出來,杯子外面的壓力大於杯內的壓力,摩擦力使筷子和米粒之間緊緊地結合在一起,所以筷子就能將成米的杯子提起來。

2.瓶子賽跑
思考:裝有沙子和裝有水的兩個同等重量的瓶子從一個高度滾下來,誰先到達終點?
材料:同等大小、重量相等的瓶子兩個、沙子、水、長方形木板一塊、兩本厚書
操作:
1、用長方形木板和兩本書達成一個斜坡
2、將水倒入另一個瓶子中,將沙子倒入瓶子中
3、把兩只瓶子放在木板上,在同一起始高度讓兩只瓶子同時向下滾動
4、裝水的瓶子比裝沙子的瓶子提前到達終點
講解:
沙子對瓶子內壁的摩擦比水對瓶子內壁的摩擦要大得多,而且沙子之間還會有摩擦,因此它的下滑速度比裝水的瓶子要慢。
創造:將瓶子里的物質換一換,再讓它們比比賽吧!

3.帶電的報紙
思考:不用膠水、膠布等粘合的東西,報紙就能貼在牆上掉不下來。你知道這是為什麼嗎?
材料:1支鉛筆;1張報紙。
步驟:
1、展開報紙,把報紙平鋪在牆上。
2、用鉛筆的側面迅速地在報紙上摩擦幾下後,報紙就像粘在牆上一樣掉不下來了。
3、掀起報紙的一角,然後鬆手,被掀起的角會被牆壁吸回去。
4、把報紙慢慢地從牆上揭下來,注意傾聽靜電的聲音。
說明:
1、摩擦鉛筆,使報紙帶電。
2、帶電的報紙被吸到了牆。
3、當屋子裡的空氣乾燥(尤其是在冬天),如果你把報紙從牆上揭下來,就會聽到靜電的劈啪聲。
創造:請試一試,還有什麼物品能不用粘和劑,而用靜電粘在牆上

4.胡椒粉與鹽巴的分離
思考:不小心將廚房的佐料:胡椒粉與鹽巴混在了一起,用什麼方法將他們分離開呢?
材料:胡椒粉、鹽巴、塑料湯勺、小盤子
操作:
1、將鹽巴與胡椒粉相混在一起。
2、用筷子攪拌均勻。
3、塑料湯勺在衣服上摩擦後放在鹽巴與胡椒粉的上方。
4、胡椒粉先粘附在湯勺上。
5、將塑料湯勺稍微向下移動一下。
6、鹽巴後粘附在湯勺上。
講解:
胡椒粉比鹽巴早被靜電吸附的原因,是因為它的重量比鹽巴輕。

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