用物理化學(xué)原理解讀生活、自然現(xiàn)象(華中師范大學(xué)小作業(yè),600字內(nèi))
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物理化學(xué),作為化學(xué)學(xué)科中的一個重要的分支學(xué)科,將豐富的化學(xué)現(xiàn)象與系統(tǒng)作為研究對象,借助基礎(chǔ)科學(xué)的理論以及提供的實驗手段來研究化學(xué)學(xué)科中的原理與方法,研究化學(xué)系統(tǒng)的規(guī)律、本質(zhì)、機制,是化學(xué)的理論基礎(chǔ)。物理化學(xué),它很容易被忽略,卻滲透進社會生活的肌理與自然界的方方面面,形諸于客觀物體,潛移默化中影響世界的發(fā)展,指揮著世界的正常運轉(zhuǎn)。
??就以生活中的一個常見的物體為例子,冰箱??赡苣銜兴有?,冰箱,這不是普通得不能再普通么,有什么了不起的呢?但是實際上,冰箱的誕生以及其背后原理的發(fā)展比你想象的呀復(fù)雜,其經(jīng)歷了人類社會幾百年的發(fā)展時間。
??冰箱,其根本的作用是制冷,包括空調(diào)等等,都是制冷效果的實際應(yīng)用范例。冬天感到寒冷的時候,生一堆火就好了,隨時通過生火來給食物加熱,給自己帶來溫暖,這對于以前人類社會的思路來說是相對輕易的。但是將一件物體的溫度可以隨時降低到環(huán)境溫度之下,則困擾了人類很長時間。比如說在中國的封建社會,就有將冰塊存放于地下的倉庫以便使用的方式,但這是只有皇室貴族才能享受到的特權(quán),而且費時、費力,冰塊不能人工制造,保存很不方便。
??而直到熱力學(xué)第二定律以及卡諾循環(huán)的發(fā)現(xiàn),給這一問題的解決帶來了轉(zhuǎn)機:熱力學(xué)第二定律表明,不可能把熱從低溫物體轉(zhuǎn)向高溫物體而不引起其他的變化,即你要實現(xiàn)這一過程,需要其他的變化。另外, 1824年,法國工程師卡諾將熱機循環(huán)的過程抽象為四步可逆過程的理想循環(huán),那么從逆方向來看,這就相當(dāng)于制冷機。有了理論層面的指導(dǎo),我們解決這一問題的重心,變?yōu)槿绾瓮ㄟ^其做功的方式使熱從低溫物體向高溫物體轉(zhuǎn)移。
????1834年,美國人雅可比·帕金斯發(fā)現(xiàn)了某些液體蒸發(fā)可以產(chǎn)生冷卻的效應(yīng),這一發(fā)現(xiàn)為冰箱的發(fā)明埋下了伏筆。而從物理化學(xué)的角度來分析,這是因為液體在等溫等壓條件下蒸發(fā),其焓變大于0,即需要吸收熱量。利用這一現(xiàn)象,就可以實現(xiàn)熱的轉(zhuǎn)移。
??這時候,冰箱誕生的條件基本已經(jīng)齊全,所需要做的,就是將其整合為一個整體,使其成為一個可以應(yīng)用的系統(tǒng)。1873年,德國化學(xué)家、工程師卡爾·馮·林德發(fā)明了以氮為制冷劑的冷凍機。在之后的百年時間,人類通過改變制冷機,改變冰箱的結(jié)構(gòu)等方式,對冰箱不斷改進,最終成為我們今天使用的冰箱。
??制冷效果的應(yīng)用,僅僅是物理化學(xué)的冰山一角,我們至今仍在不懈地探索規(guī)律,應(yīng)用規(guī)律。物理化學(xué)很神秘,難以用語言來窺伺、概括其全貌,它也很美麗,正因為有了物理化學(xué)的存在,我們才能夠領(lǐng)略其所呈現(xiàn)的大千世界之美,通過對它的應(yīng)用,我們的生活才更加美好。
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