物理化學在生產(chǎn)生活中的具體應(yīng)用實例,應(yīng)用化學論文物理化學是化學、化工、材料、能源、生物、環(huán)境、醫(yī)藥等專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)主干課程。物理化學雖講理論性、系統(tǒng)性、邏輯性很強，但其在生產(chǎn)生活各方面的詳細應(yīng)用也是非常豐富且鮮活生動的。物理化學也是普遍反映難學難教的一門課程。為此，筆者十分收集整理了物理化學在生產(chǎn)生活中的諸多詳細應(yīng)用實例，以期在物理化學教學中加強學習興趣、提高教學成效等方面起到一定程度的促進作用?，F(xiàn)分述如下。1熱力學(1)高壓鋼筒，打開活塞后氣體噴出筒外，當筒內(nèi)壓力與筒外壓力相等時關(guān)閉活塞，此時筒內(nèi)溫度下降。(絕熱膨脹，內(nèi)能降低，溫度下降)(2)融雪天比下雪天感覺更冷。(融雪經(jīng)過需要從環(huán)境吸熱。另融雪天空氣濕度大，人體向外散熱速度快)(3)炎炎盛夏，在河邊走為什么感到?jīng)隹烨逅?(因水的熱容比空氣的熱容大，接受同樣熱能(光照)，水的溫度較低，且水蒸發(fā)吸熱，也使水溫降低。由于河水溫度較低，河邊空氣會有部分熱量傳遞給河水，這樣河邊空氣溫度稍低，感覺自然涼快清爽些)(4)黃河之水天上來，奔流到海不復(fù)回。子在川上曰:逝者如此夫。歲月留痕。(不可逆經(jīng)過)(5)殊途同歸。(狀態(tài)函數(shù)法、蓋斯定律)(6)一份耕耘，一份收獲。坐享其成和天上掉餡餅是不可能的。有得必有失。(熱力學第一定律)(7)覆水難收。破鏡不能重圓。(熱力學第二定律、熵增加原理)(8)點石成金。(高壓下石墨可自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸?(9)海水總是外表先結(jié)冰。(克拉佩龍方程。水的冰點隨壓力增大而降低)(10)高山上的冰川會滑動。(克拉佩龍方程。冰的熔點隨壓力增大而降低，冰川下面就有部分冰變?yōu)樗?，就好像涂了一層潤滑?(11)高山上很難將東西煮熟。(克勞修斯－克拉佩龍方程。外壓越小沸點越低)(12)夏天易中暑。(非平衡態(tài)熱力學。外熵流不暢導(dǎo)致體內(nèi)積熵而引起疾病)(13)冬天水蒸氣在高空凝結(jié)成規(guī)則的六角形雪花。(耗散構(gòu)造、自組織現(xiàn)象)(14)美麗的蝴蝶、斑馬花紋。(化學振蕩、化學波)(15)閉關(guān)鎖國落后挨打，改革開放富民強國。(封閉系統(tǒng)總要趨于平衡，開放系統(tǒng)才有產(chǎn)生并維持穩(wěn)定有序構(gòu)造的可能。非平衡乃有序之源，遠平衡乃活力之源)2多組分系統(tǒng)(1)汽水瓶、啤酒瓶等需到達一定的耐壓強度要求。(亨利定律。揮發(fā)性溶質(zhì)溶解得越多，蒸氣壓越大)(2)清洗時用水應(yīng)少量屢次。(分配定律及萃取效率)(3)冬天河水結(jié)冰時海水卻還沒有結(jié)冰。(稀溶液依數(shù)性之凝固點降低)(4)冬季建筑施工時，為保證施工質(zhì)量，常在澆注混凝土時參加鹽類，且加CaCl2效果較好。(稀溶液依數(shù)性。降低混凝土的固化溫度，一樣濃度下CaCl2所含質(zhì)點數(shù)較多)(5)糖水冰棍總是越吃越淡。(稀溶液依數(shù)性。冰棍是越里層越先結(jié)冰，含糖越少)(6)北方冬天，為防止路面結(jié)冰，常往路面上撒鹽。(降低水的冰點而使冰融化)(7)北方人冬天吃凍梨前，將凍梨放入涼水中浸泡。過一段時間后，凍梨內(nèi)部解凍了，外表卻結(jié)了一層薄冰。(梨汁含有糖分，其凝固點低于水的冰點，涼水溫度比凍梨溫度高，使凍梨解凍;凍梨解凍時要吸熱，且解凍后的溫度仍低于水的冰點，故凍梨內(nèi)部解凍了而外表卻結(jié)了一層薄冰)(8)菜湯喝起來比開水燙。(稀溶液依數(shù)性之沸點升高)(9)反浸透技術(shù)淡化海水、治理污水。(稀溶液依數(shù)性之浸透壓)(10)海水不能直接飲用。(稀溶液依數(shù)性。海水含鹽量高，飲后會導(dǎo)致細胞脫水)(11)農(nóng)作物施肥太濃時會被燒死。(環(huán)境水分含鹽過高導(dǎo)致作物細胞脫水)(12)鹽堿地的農(nóng)作物長勢不良甚至枯萎。(同上)(13)濃鹽水可殺菌消毒。死海里生物無法生存。淡水魚不能生活在海水里。在螞蝗身體上撒鹽可有效將其殺滅。(同上)(14)鹽制素菜吃起來變脆。(新鮮素菜中參加食鹽，素菜細胞中的水分向外浸透)(15)運動飲料、眼藥水、輸液用生理鹽水均需一定濃度。(需和細胞外血漿及細胞內(nèi)溶液的浸透壓相等。如生理鹽水的濃度過低，輸液后血漿濃度變稀，水分往濃度大的血細胞里浸透，引起血細胞膨脹甚至破裂，發(fā)生溶血現(xiàn)象;如生理鹽水過濃，輸液后血漿濃度變大，血細胞里的水分向外浸透，造成細胞脫水，血細胞收縮，同樣會有生命危險。如病人因燒傷等引起血漿嚴重脫水，則應(yīng)用較稀鹽水，以補充血漿水分;如病人因失鈉太多引起血漿濃度下降，則應(yīng)用較濃鹽水，以提高血漿濃度)(16)有的大樹能夠長到100m以上，它從地表汲取樹冠養(yǎng)料和水分的動力為何?(樹內(nèi)體液含鹽濃度大，浸透壓高)3化學平衡和相平衡(1)合成氨反響需凈化原料氣以減少惰性氣體組分的含量，乙苯脫氫制苯乙烯的反響則需通入大量惰性氣體組分－水蒸氣。(總壓不變時，參加惰性氣體組分將使平衡朝著氣體分子數(shù)增大的方向移動)(2)風化和潮解。(一定溫度下，大氣中水的蒸氣壓小于含水鹽的水的蒸氣壓時，含水鹽就會失去水分而崩碎，即風化;大氣中水的蒸氣壓大于含水鹽的水的蒸氣壓時，鹽就被大氣中的水分溶解而成溶液，即潮解)(3)某次會上關(guān)于KHF2這一化合物能否潮解發(fā)生爭論，蘭州工廠的甲講不易潮解，長沙工廠的乙講容易潮解，你估計哪種講法正確?(兩人都對。蘭州氣候枯燥，長沙潮濕)(4)對于復(fù)分解反響，為何在有沉淀、氣體或水生成時反響容易進行到底?(因沉淀、氣體在水中的溶解度比反響到達平衡時的濃度要小得多，產(chǎn)物中的沉淀、氣體不斷析出，溶液中達不到平衡，反響一直進行下去。生成水時，因水的生成吉布斯能是很大的負值，系統(tǒng)吉布斯能降低很多，平衡常數(shù)大)(5)純物質(zhì)定壓下的熔點為定值。(相律:f*=C－P+1=0)(6)冷凍枯燥。(先降溫使水結(jié)成冰，再降壓使冰升華為水蒸氣)(7)對混合物，通常總是露點高于泡點，凝固點高于熔點。(定壓下的溫度－組成圖上，總是氣相線在液相線之上，液相線在固相線之上)(8)水蒸氣蒸餾。(兩不互溶液體混合物的沸點恒低于兩純液體各自的沸點)(9)鹽水溶液用作冷凍液。(低共熔混合物在其低共熔點以上都不會結(jié)冰)(10)機械工業(yè)中常將鋼制工件淬火以提高硬度。(淬火是將工件置入爐中加熱至800℃以上并恒溫數(shù)小時，鐵和碳構(gòu)成奧氏體固溶體，而后取出浸入水或油中迅速降溫，使奧氏體構(gòu)造來不及變回到滲碳體及鐵氧體，而構(gòu)成介于奧氏體與滲碳體之間的馬氏體，其硬度較高)4電化學(1)電鍍工業(yè)上一般都用鉀鹽，而不用鈉鹽。(鈉離子的半徑固然比鉀離子小，但其水合作用卻強得多，因此遷移速率較慢。故為減小電解液的電阻，一般都選用鉀鹽)(2)電鍍工藝上常參加一定去極化劑。(避免陰極因H2析出而使鍍層外表有孔隙或疏松現(xiàn)象)(3)電導(dǎo)池電極上常鍍上鉑黑。(增加電極面積，增大電極反響速率，減小電化學極化)(4)在鋅錳干電池生產(chǎn)時配制的原料中常參加少量HgCl2。(用作緩蝕劑)(5)海上航行的船舶，常在船底四周鑲嵌鋅塊。(以鋅的腐蝕犧牲為代價，保衛(wèi)船體免遭海水腐蝕)(6)化工生產(chǎn)上常將一些裝有酸性溶液的容器、管道、地下水管、輸油管、水庫鋼鐵閘門等接在外加直流電源負極上。(陰極電保衛(wèi)，使容器、管道不被氧化腐蝕)(7)化肥廠的碳化塔常接在外加直流電源正極上。(陽極電保衛(wèi)，使碳化塔進行陽極極化而鈍化)5界面現(xiàn)象(1)表里不一。(系統(tǒng)相界面上的分子和相內(nèi)部分子所處的環(huán)境和能量狀態(tài)不同，導(dǎo)致界面的構(gòu)造和性質(zhì)與相鄰兩側(cè)的體相都不一樣)(2)自由液滴、氣泡呈球形。(一樣體積以球形外表積為最小，外表吉布斯能最低)(3)面粉、奶粉放置結(jié)塊。(減小外表積，降低外表能)(4)混合均勻的油水體系靜置后自動分層。(減小相界面面積)(5)粉塵爆炸。(粉塵比外表很大，外表能很高，很不穩(wěn)定，易和氧結(jié)合釋放出大量能量而爆炸)(6)聚四氟乙烯(PTFE)常用于制造熱交換器和不粘鍋外表涂層。(聚四氟乙烯外表能極小，不粘水垢和油污)(7)某些昆蟲如水黽可在水面上自由行走。(由于外表張力的緣故)(8)硬幣和縫衣針如小心放能夠停在水面而不下沉。(同上)(9)毛細管兩端各粘上一大一小兩個肥皂泡后，小泡變小，大泡變大。(小泡內(nèi)附加壓力比大泡大，故氣流由小泡流向大泡)(10)棉布衣服穿起來感覺清爽舒適。(棉纖維富含毛細間隙，既透氣又吸汗)(11)鋤地保墑。(切斷地表毛細管，防止土壤水分沿毛細間隙上升至地表而散失)(12)當在兩玻璃板中間參加少量水后，則在垂直于玻璃板平面方向上很難將其拉開。(玻璃板間凹液面水向外的附加壓力很大，使其遭到的壓力很小，效果類似真空，故很難拉開。夾有水層的玻璃板所遭到的被壓緊的力即毛細壓力)(13)雨后沙石地帶常出現(xiàn)地面塌陷現(xiàn)象。(由于毛細壓力的緣故)(14)化工生產(chǎn)上常用噴霧枯燥。(料液顆粒越小，華而不實水的蒸氣壓越大，蒸發(fā)就越快)(15)納米材料具有蒸氣壓大、熔點低的特點。(固體顆粒越小，蒸氣壓越大，熔點越低)(16)硅膠能吸附空氣中的水蒸氣、土壤能保持水分。(毛細管凝結(jié))(17)重量分析實驗中，沉淀完后應(yīng)將沉淀和母液一起陳化。(讓小晶體溶解，大晶體長得更大，使沉淀更純凈、穩(wěn)定、完好，溶解損失更少，也更易于過濾)(18)人工降雨。(提供水蒸氣的凝結(jié)中心，使其一開場就能夠凝結(jié)成較大的水滴)(19)有機蒸餾操作中常在加熱前加進一些沸石。(防止液體過熱而產(chǎn)生暴沸現(xiàn)象)(20)多孔固體易吸附水蒸氣而不易吸附氧氣和氮氣，防毒面具吸附毒氣而基本不吸附氧氣。(臨界溫度高即易于液化的氣體較易被吸附)(21)吸煙者穿皮革服裝時，身上的煙味更重。(皮革服裝多毛孔，易吸附煙味)(22)農(nóng)藥中常參加少量潤濕劑如烷基苯磺酸鹽。(改善藥液對植物外表的潤濕程度，提高農(nóng)藥的利用率和殺蟲效果)(23)制藥工業(yè)常在配制藥液時參加吐溫或聚氧乙烯蓖麻油。(增溶作用，提高藥物濃度)(24)在漂浮的軟木塞一端抹上肥皂后，木塞向沒有肥皂的那頭前進。(肥皂降低了水的外表張力)(25)0．1%～0．25%的肥皂水能夠殺滅水面蚊蠅。(降低水的外表張力而使昆蟲溺亡)(26)海上石油泄漏可能導(dǎo)致大批海鳥死亡。(液面外表張力變小)(27)安瓿瓶和針劑管的內(nèi)壁要疏水化。(減少藥液殘留)(28)熱交換器的內(nèi)壁要疏水化。(提高熱效)(29)采油管和輸油管的內(nèi)壁要疏油化。(降低阻力)6化學動力學(1)一個桶壁參差不齊的木桶其容量決定于最短的木桶壁。生態(tài)系統(tǒng)整個生產(chǎn)量或生態(tài)容量決定于少數(shù)處于或低于臨界數(shù)量的限制因子。整體環(huán)境的質(zhì)量受環(huán)境諸要素中那個與最優(yōu)狀態(tài)差距最大的要素所控制。一條生產(chǎn)流水線的生產(chǎn)率由華而不實最慢的一環(huán)所決定。一個生命體甚至整個社會的健康程度也是由華而不實最差的那個器官或組織所決定。一粒老鼠屎攪壞一鍋粥。(連串反響的總反響速率主要取決于華而不實最慢的一步速率控制步驟)(2)可燃氣體點燃前要驗純。(支鏈爆炸及爆炸界線)(3)洗相片的暗房里可用紅燈照射。(鹵化銀能吸收短波輻射而分解，但不受長波輻射如紅光、熒光的影響)(4)溫室效應(yīng)。(由于CO2對紅外光的吸收，使得地球輻射到太空中去的能量被CO2分子保存下來，這些能量又會自發(fā)地以熱的形式放出，結(jié)果毀壞了地球的熱平衡，導(dǎo)致大氣溫度升高)(5)臭氧層－地球生命的保衛(wèi)傘。(臭氧能夠吸收濾去太陽光中的短波紫外輻射)(6)限用氟氯烷烴致冷劑。(排放到空氣中的氟氯烷烴當升至同溫層時，可被太陽光分解產(chǎn)生氯原子等自由基，后者會嚴重分解毀壞臭氧層，導(dǎo)致臭氧層空洞)7膠體化學(1)晴朗天空和海洋呈蔚藍色。(Rayleigh公式:短波的藍紫光容易發(fā)生散射)(2)晨曦和晚霞呈橙紅色。(藍紫光易散射，此時觀察到的是透過光)(3)旋光儀用鈉光;危險信號燈用紅光;汽車防霧燈用黃光;養(yǎng)路工、環(huán)衛(wèi)工衣服用橙黃色;飛機黑匣子為橙色。(黃紅光不易散射，穿透力強)(4)電泳涂漆、除塵、鍍橡膠、分離蛋白質(zhì)。(在電場作用下，帶負電塵粒向正極遷移)(5)電滲用于泥炭脫水、染料枯燥。(在電場作用下，帶電介質(zhì)通太多孔膜定向流動)(6)貯油罐中通常要參加少量有機電解質(zhì)。(油中常含水，構(gòu)成油包水乳狀液，水滴帶電荷，進入油罐后，因重力作用下沉，產(chǎn)生一定沉降電勢，給油罐帶來危險。參加有機電解質(zhì)，可增加油的電導(dǎo)，減小沉降電勢，防止爆炸等事故發(fā)生)(7)輸油管和運送有機液體的管道要接地。(在用泵輸送石油或其它碳氫化合物時，由于壓差迫使液體流動，在擴散層和管道外表會產(chǎn)生流動電勢，在高壓下會產(chǎn)生火花。為防止事故發(fā)生，須將管道接地)(8)石膏、鹵水點漿制豆腐。(電解質(zhì)對溶膠的聚沉作用)(9)江河入海處易構(gòu)成三角洲。(江河中所含泥沙懸浮物被海水中的電解質(zhì)聚沉所致。另入海處河道變寬，流速變慢，也會使泥沙沉積)(10)明礬凈水。(明礬KAl(SO4)212H2O水解生成的Al(OH)3正溶膠與水中帶負電的SiO2膠體污物互相聚沉。另也有Al(OH)3絮狀物的吸附作用)(11)