物理化學現(xiàn)象在生產生活中的應用實例

孟憲宸

天津耀華濱海學校

物理化學現(xiàn)象在生產生活中的應用實例

孟憲宸

天津耀華濱海學校

從生活生產實際入手，收集整理了物理化學現(xiàn)象在生活之中的大量應用實例，以其在物理化學教學課堂之中增強學生的學習興趣，對提高課堂教學效果起到一定的促進作用。

物理化學；應用；實例

一、概述

物理化學是指在教學之中包括化學、化工、生物、環(huán)境等多方面內容的專業(yè)基礎主干課程，其教學內容之中的物理化學現(xiàn)象是國家和人民生產生活之中許多現(xiàn)象的基本原理，在生產生活之中的應用非常廣泛。在實際教學之中，物理化學學科普遍被反應為教學難度較高的一門課程，為了提高實際教學之中學生對物理化學知識的接受程度和興趣程度，本文收集了物理化學現(xiàn)象在生產生活之中的應用實例，將其分類敘述，希望可以提升物理化學教育的實際效果。

二、熱力學

熱力學是物理教學之中的重要組成部分，是當前物理學研究的分支之一，其主要的研究內容是從物質運動的宏觀角度來研究物質分子的熱運動規(guī)律和性質，從生產生活之中的能量轉化等方面可以看出熱力學觀點在實際生活之中的存在。實例如下：

1、高壓鋼筒在使用之中，被打開之后，其中存儲的氣體會噴出筒外，此時筒內溫度下降。這種現(xiàn)象的主要原理是隨著筒內氣體的放出，筒內壓力會逐漸下降直至與大氣壓相等，這一過程之中氣體的體積會膨脹，其內能降低，從而造成筒內的溫度下降。

2、在生活之中，人們在夏季往往喜歡到溪流或是河流周邊避暑，這是由于河水的比熱容高于空氣，在受到同樣程度的陽光照射時，水流的溫度上升速度較低，且由于高溫之下水流的蒸發(fā)作用也使得河水的水文降低。這就造成夏日高溫環(huán)境之中河水周邊的空氣溫度較低，使人感覺涼爽。

熱力學研究的是能量轉換時物質性質變化時的規(guī)律，其根據一個物質系統(tǒng)在能量轉換時的熱現(xiàn)象變化和其基本規(guī)律，對物質的宏觀現(xiàn)象進行研究，其基本原理在生活之中非常常見。

三、化學平衡

在化學研究之中，化學平衡是指化學反應在一定的宏觀外部條件之下，反應進行至其反應速率、反應物和生成物的濃度等不再變化的狀態(tài)，其一般表現(xiàn)為正反應速率和逆反應速率相等，化學平衡研究一般是針對可逆反應來進行的。

1、在化學生產之中所研究的一般都是可逆反應，其反應進行之中生成物的生成和分解是同時進行的，當兩方面反應速率相等時即可認為是化學平衡狀態(tài)。在氨的合成反應之中，生產人員為了提升其反應的進行速率，一般會凈化原料氣體以便于減少氣體混合物之中惰性氣體的百分比，防止其影響反應的進行。在生產之中，改變反應組分之中惰性氣體的含量可以在一定程度上影響化學反應的進行方向，這是由于在可逆反應之中，在氣體壓強穩(wěn)定的情況之下，增減惰性氣體的含量可以改變反應之中的氣體分子數，從而影響反應的進行方向。

2、在化學生產和學習之中，復分解反應是相當重要的一種反應類型，其屬于四大基本反應類型之一，是由兩種化合物相互交換成分并生成另外兩種化合物的反應，一般會生成難電離的沉淀、氣體或是弱電解質，復分解反應進行的速率和程度要高于可逆反應，這是由于弱電解質在溶液之中的溶解度較低，在反應進行的過程之中其沉淀和氣體的濃度遠小于平衡濃度，而隨著反應的進行溶液之中的弱電解質不斷析出，始終無法達到反應平衡，因此，反應會一直進行下去，且反應速率的變化不大。

四、電化學

電化學是研究兩類導體在反應之中形成的帶電界面以及其上發(fā)生的化學變化的一門科學，在生活之中使用的電池，出現(xiàn)的金屬銹蝕現(xiàn)象都屬于電化學的研究范疇，在當前的生產生活之中，材料的使用保護，電能的存儲和使用效率都以電化學為主要原理，是當前世界上化學研究的重點之一。

1、在化學實驗之中，教師廠通過原電池反應來進行電化學的教學。原電池反應是使用兩個不同金屬性的電極來產生電勢差，使得兩個電極之間產生電子流動，進而產生可以檢測到的電流。原電池是化學電池，是將化學能轉化為電能，其發(fā)生的基本條件就是兩種不同活潑性的金屬的接觸，其反應的進行一般需要在電解質溶液之中進行以保證電子的流動。原電池反應屬于氧化還原反應的一種。

2、在石油的開采過程之中，開采技術人員通常使用分離器來對原油和水進行分離，由于分離器上部結構在反應過后充滿腐蝕性污水，造成在開采過程之中分離器的腐蝕問題相當嚴重。在對分離器的器壁保護過程之中，技術人員通常采取的是犧牲陽極的陰極保護法，但是由于分離器之中的污水成分復雜對陽極的損耗速度極快。因此，當前在分離器之中使用的是外加電流陰極保護法，使用時間較長。

3、在抗腐蝕研究之中電化學是主要的研究基礎，一般來說當前使用較多的抗腐蝕方法是犧牲陽極的陰極保護，在海船的航行之中為了降低海水對船身的腐蝕，設計人員會在船身四周安裝活潑金屬鋅塊充當陽極，以鋅的腐蝕為代價避免船身的腐蝕，這也是電化學的應用之一。

五、膠體化學

膠體在化學研究之中指的是均勻的混合物，在膠體的成分之中一般存在兩種不同小黃臺的物質，一種為分散相，一種為連續(xù)相。對膠體反應的研究和國家生產的各個部門都有一定的聯(lián)系，在國家的冶金、石油、橡膠生產等部門都離不開膠體反應。

在石油的存儲和運輸過程之中，石油就屬于一種相當典型的膠體，其中由于水的存在形成的油包水乳狀液。通常在石油的儲存之中要在其儲存容器之中加入一定的有機電解質，其主要的原因是油包水乳液在實際運輸之中會下降產生一定的電勢，一旦產生自由移動的電子就會造成運輸油罐的危險。在其中加入有機電解質溶液可以增加油液的電導性，減小沉降電勢，防止運輸之中出現(xiàn)爆炸事故。在運輸之中，云游管道的建設要求管道接地，主要是為了防止液體流動的過程之中產生流動電勢，在高壓之下產生火花會使得管道之中的油液爆炸，威脅人民的生命安全，為了防止電勢積累需要將管道接地。

六、結語

在物理化學學科的課堂教學之中加入對生產生活實例的介紹可以有效提升教學的質量和課堂的趣味性，同時，生產實例和原理的介紹也會吸引對物理化學研究應用有興趣的學生，有利于其未來的發(fā)展。

[1]劉燕，李文超，劉茹，等.物理化學與生產生活應用實例[J].山東化工，2014，43（3）：177-179.

[2]魏澤英,高慧,謝小燕,李樹全.藥物制劑專業(yè)物理化學課程教學的思考和探索[J].中國醫(yī)藥導報，2014（33）：122-130