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      淺談如何記憶物理化學課程熱力學基本方程及其衍生公式

      2017-02-28 22:10:56安會琴賀曉凌王麗麗嚴峰
      大陸橋視野·下 2016年11期
      關鍵詞:物理化學

      安會琴++賀曉凌++王麗麗++嚴峰

      【摘 要】熱力學作為物理化學課程的組成部分之一,在該課程中具有舉足輕重的作用。熱力學部分涉及公式較多,推導過程也較為抽象繁瑣,記憶起來相對困難。本文針對熱力學基本方程及其衍生公式,闡述其記憶技巧。

      物理化學課程作為工科院校中材料、應化、環(huán)境、制藥與化工等專業(yè)的一門必修專業(yè)課程,在本科教學中具有舉足輕重的作用。熱力學作為這門課程的重要組成部分之一,具有推導過程繁瑣、公式多、抽象等特點,學生學習記憶起來有一定實際困難。要學好熱力學部分,不僅要求學生對相關理論具有透徹的理解,而且更需要學生掌握記憶技巧。本文針對熱力學基本方程及其衍生公式,闡述其記憶技巧。

      【關鍵詞】物理化學;熱力學基本方程;記憶技巧

      1.熱力學基本方程記憶技巧

      物理化學課程熱力學部分主要涉及五個狀態(tài)函數(shù):U(熱力學能)、H(焓)、S(熵)、A(亥姆霍茲函數(shù))、G(吉布斯函數(shù))。這五個狀態(tài)函數(shù)具有一個共性即不能通過實驗直接測定。而可通過實驗直接測定的函數(shù)有p(壓力)、T(溫度)、V(體積)等。熱力學基本方程即是描述實驗可測變量與不可測變量之間的函數(shù)式。推導出的四個熱力學基本方程為:dU = TdS – pdV;dH = TdS + Vdp;dA = – SdT – pdV;dG = – SdT + Vdp。根據(jù)這四個熱力學基本方程還可以衍生出一階偏導數(shù)關系式、麥克斯韋關系式及循環(huán)公式等。因此,對于學生而言,記住這四個熱力學基本方程至關主要。顯然,強制地生硬記憶是很容易事倍功半的,那么如何對這幾個公式快速記憶呢?觀察四個熱力學基本方程,可以總結得到三個特征,首先,T和S為一對組合,p和V是一對組合。其次,T作為常量,S則為變量,S作為常量,T則為變量,p和V亦是如此,且S和p為常量時,前面須加負號。第三,第一和第二個、第三和第四個熱力學方程的前半部分相同,第一和第三個、第二和第四個熱力學方程的后半部分相同。根據(jù)以上特征,記憶熱力學方程則變得較為簡單快速。

      2.U,H,A,G的一階偏導數(shù)關系式記憶技巧

      4.結束語

      熱力學作為物理化學課程的組成部分之一,在該課程中具有舉足輕重的作用。本文針對熱力學部分推導過程繁瑣、公式多、抽象等特點,以熱力學基本方程及其衍生公式為例,闡述其記憶技巧,以提高學生記憶效率。

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