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zhouwensmile鐵桿木蟲 (著名寫手)
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為什么參數(shù)這么多？而且公式推導(dǎo)來(lái)，推導(dǎo)去，這是在干嘛？實(shí)際有什么應(yīng)用嗎？ 物理化學(xué)怎么多參數(shù)和內(nèi)容，到底什么是重點(diǎn)，哪里只是注意一下就行了呢？ |
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zhangmt
至尊木蟲 (著名寫手)
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這是物理化學(xué)的基本概念啊.我估計(jì)老師一般都是填鴨式的講授,沒有給你解釋一下,或者老師認(rèn)為這再簡(jiǎn)單不過(guò),稍微想想就能理解原因. 化學(xué)從來(lái)都是一門實(shí)踐科學(xué),多少年來(lái),所謂的化學(xué)家都是拿著瓶瓶罐罐搗鼓東西出來(lái),但根本不知道"為什么",只知道"怎么做". 于是,化學(xué)離科學(xué)就很遠(yuǎn)很遠(yuǎn)了..一大群有志青年不甘心于此,發(fā)誓要研究明白,到底是什么原因在推動(dòng)著化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行,是什么原因決定著 A和B能反應(yīng),而A和C不反應(yīng)?為什么A跟D反應(yīng)快而A跟E反應(yīng)慢?為什么A跟F反應(yīng)不能完全,只能反應(yīng)一部分就停止了?這背后是誰(shuí)在做決定? 誰(shuí)是幕后的黑手?????解決了這些問(wèn)題,化學(xué)才能跟科學(xué)靠上譜,否則,只能是一群熟練的手工藝操作者,永遠(yuǎn)只能盲目地去一次次失敗的嘗試.... 世間萬(wàn)物都有其背后的規(guī)律和道理.揭開這些謎底就是科學(xué)研究的目標(biāo).揭示的過(guò)程則需要相應(yīng)的工具. 如同物理學(xué)家以數(shù)學(xué)為工具, 藥學(xué)家 以化學(xué)為工具,同樣地,化學(xué)家使用物理這個(gè)工具,終于揭開了這個(gè)化學(xué)規(guī)律的面紗,那個(gè)背后的推手,就是自由能! 舉例而言, 一個(gè)位于斜坡低處的小球,就會(huì)比位于斜坡高處的小球穩(wěn)定,在高處松手后,小球就會(huì)自動(dòng)地往低處運(yùn)動(dòng),到達(dá)一個(gè)坡底后,如果不能進(jìn)一步 跨越下一個(gè)陡坡,就會(huì)停在最低洼處維持暫時(shí)的穩(wěn)定一樣.化學(xué)反應(yīng)的熱力學(xué)性質(zhì)就是類比地由此決定的.只是,自由能這個(gè)概念,不是簡(jiǎn)單的可以直觀地測(cè)量/計(jì)算那么簡(jiǎn)單,否則也就不會(huì)從化學(xué)誕生開始那么多年化學(xué)家就像是哈利波特中的魔法巫師或者煉丹士/煉金士一般神秘了. 要想計(jì)算一個(gè)體系的自由能, 前提是要知道熵/焓以及溫度.要想知道焓,還要先知道內(nèi)能,以及體系的P/V.終于,化學(xué)家發(fā)現(xiàn)PVT這些參數(shù),是可以利用簡(jiǎn)單的物理儀器進(jìn)行測(cè)量的,問(wèn)題的答案從而看到了曙光. 因此,你學(xué)的時(shí)候,是從PVT開始,進(jìn)而結(jié)合內(nèi)能E,從而計(jì)算出焓H,再通過(guò)熵的計(jì)算,進(jìn)一步得到自由能,當(dāng)然,為了計(jì)算方便,我們對(duì)于在特定條件下的化學(xué)反應(yīng)做了計(jì)算上的簡(jiǎn)化,比如對(duì)于恒溫恒容下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng),不需要考慮體積變化帶來(lái)的做功,因此簡(jiǎn)化一下計(jì)算,只考慮亥姆霍茲自由能A即可,而恒溫恒壓下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng),則需要考慮吉布斯自由能G. 你在按順序?qū)W習(xí)的時(shí)候,不知道為什么要先學(xué)PVTEHS等等概念,其實(shí)并不重要.這只是按照知識(shí)的進(jìn)展歷史,按時(shí)間先后從簡(jiǎn)入繁,由淺入深的過(guò)程. 就好像你要先學(xué)會(huì)加減,才能跟你講乘除,不然直接跳到指數(shù)對(duì)數(shù),甚至微積分,根本無(wú)從談起.這只是學(xué)習(xí)知識(shí)的順序而已.當(dāng)然,小學(xué)的時(shí)候,從來(lái)沒有小學(xué)生追著問(wèn),學(xué)習(xí)加減乘除有什么用,老師講什么你就聽什么罷了.大學(xué)了,有了自己想法了,就想要知道自己為什么學(xué)這個(gè).剛開始學(xué)習(xí)物化,自然會(huì)迷惑,這些個(gè)PVT跟化學(xué)有什么關(guān)系?這是物理,是工具,是你以后要用來(lái)解決化學(xué)理論的工具.就好像你要學(xué)習(xí)修車,我會(huì)先給你講解鉗子/扳手/改錐怎么用一樣,這是工具,這不是目的. 當(dāng)然,基于經(jīng)典的物理熱力學(xué)/動(dòng)力學(xué)的知識(shí),也就只能揭開化學(xué)理論的一點(diǎn)點(diǎn)面紗而已,化學(xué)背后具體的操作黑手,遠(yuǎn)沒有詳細(xì)解釋清楚. 但是大方向已經(jīng)確定正確了....當(dāng)然,化學(xué)家再次借用了量子物理的理論作為工具,進(jìn)一步開拓了量子化學(xué)的領(lǐng)域,繼續(xù)深挖那個(gè)隱藏在背后調(diào)控的幕后黑手.有了更新更清晰的圖像.所以,物理化學(xué)僅僅算是理論化學(xué)的門檻而已...量子化學(xué)也仍有很多待解決的難題......以上僅為個(gè)人觀點(diǎn),希望沒有誤人子弟.基本上這也是我講物化緒論時(shí)要強(qiáng)調(diào)的內(nèi)容. |
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11樓2012-11-13 05:13:27
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2樓2012-11-11 20:09:45
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4樓2012-11-12 09:13:51
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