物理化学和生活

物理化学与生产生活

06化本 金静 指导教师 胡新根

现代物理化学是研究所有物质体系的化学行为的规律和方法的科学。涵盖从宏观到微观与性质的关系规律、化学过程机理及其控制的研究。一切的科学的发展都是为了适应社会生产的需要，同样也包括物理化学。日常生活中很多的现象得到了解释，也因为对研究结果的正确使用，为我们的生产生活提供了很大的方便。下面列举几个和我们生活相关的现象，及对研究结果的应用带来的效益。

一：气体分子动理论

气体是大量分子的集合体，气体分子不断的做无规则的运动。同时，定温下，一定量的气体，其体积和压力成反比，温度越高，分子的平动动能越大，当温度的相同的时候，具有相同的平动动能。利用这些结论，我们可以解释日常生活中遇到的很多的现象，比如说：（1）打开香水的瓶盖，香味会弥漫在房间，墨汁滴到水中，水会被染成墨水的颜色，晴朗的天气，衣服干的比较快。

二：稀溶液的依数性

非挥发性溶质二组分稀溶液的依数性包括如：沸点升高，凝固点降低，渗透压……

沸点升高——沸点是指液体的蒸汽压等于外压时的温度。根据Raoult定律，在在定温时，当溶液中含有不挥发性的溶质时，溶液的蒸汽压总是比纯溶剂的要低，所以的溶液的沸点比纯溶剂的高。根据这一依数性，在我们的学习过程中有很多的应用。如实验室所用的作为加热的溶液，我们通常是采用溶液加热的方式有水浴或者油浴。水浴加热使用于加热温度在80摄氏度以下，若要加热到100摄氏度时，需要采用沸水浴或者水蒸气浴。水浴加热温度恒定，又容易控制，但很多时候不能达到我们所要的温度。油浴，适用的温度为100—250摄氏度，根据油的总类的不同，最高温度又有所不同。但因为是油，加热到一定的温度很容易分解，并且易燃烧，加热的过程中，不能有水分进入否者会浸出，产生危险。所以，根据溶液的依数性，我们可以配置一种水溶液，在加入非挥发性的溶质后，沸点升高，有避免了有机溶液易燃的危险，同时不用担心不小心水的溅入。

凝固点的下降——浓硫酸的运输，0.98浓硫酸的结晶的温度为273k，作为产品很容易冻结，冬天管道运输也很容易堵塞。运用凝固点下降的原理，冬季常采用0.925的硫酸作为产品，这种硫酸的凝固点大概在238k，在一般的地方存放和运输都不至于冻结，可以减少损失，创造更多的效益。还有在实验室实验的过程中，我们经常性会用到“冰水”，有的反应需要在温度比较低的环境中进行，同样在结晶的过程中，我们需要温度较低的环境进行结晶，尤其是晶体较难析出的时候，因为是学生实验，实验条件不可能提供那么好的环境，我们所处的都只是室温。我们经常采用的冰水是Nacl的水溶液，结冰之后，温度叫纯水要低，为我们的实验带来了方便，节省了很多的时间。

渗透压——为了阻止纯溶剂一方的溶剂分子进入溶液，需要在溶液上施加一个额外的压力，以增加其蒸汽压，使半透膜双方的溶剂化学式相等而达到平衡，这个额外的压力即为渗透压。根据渗透压公式：Ⅱ=m（B）/VM（B）*RT，我们可以求大分子如人工合成的高聚物或天然产物。蛋白质等的摩尔质量。同样由此延伸出来的反渗透，可以用于海水的淡化，工业废水的处理，还解释了人体中肾的功能。同样利用渗透压，世界上也建立了利用渗透原理发电的发电站，在当今能源紧缺，但需要量极大的社会，必定带来极大的效益。

除了这些，还有的很多的原理在我们的生活中有很大的应用。比如热机效率，利用温差发电；根据热力学能的变化，设计合理的过程，产生无法一步直接到位的反应。

总之，物理化学的研究从宏观和微观角度解释了很多的现象，解决化学变化方向问题，数率机理问题，物质的结构和性能之间的关系……合理的运用各种现象，必定对我们带来很大的收益！

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