物理化学现象在生产生活中的应用实例

孟宪宸

天津耀华滨海学校

物理化学现象在生产生活中的应用实例

孟宪宸

天津耀华滨海学校

从生活生产实际入手，收集整理了物理化学现象在生活之中的大量应用实例，以其在物理化学教学课堂之中增强学生的学习兴趣，对提高课堂教学效果起到一定的促进作用。

物理化学；应用；实例

一、概述

物理化学是指在教学之中包括化学、化工、生物、环境等多方面内容的专业基础主干课程，其教学内容之中的物理化学现象是国家和人民生产生活之中许多现象的基本原理，在生产生活之中的应用非常广泛。在实际教学之中，物理化学学科普遍被反应为教学难度较高的一门课程，为了提高实际教学之中学生对物理化学知识的接受程度和兴趣程度，本文收集了物理化学现象在生产生活之中的应用实例，将其分类叙述，希望可以提升物理化学教育的实际效果。

二、热力学

热力学是物理教学之中的重要组成部分，是当前物理学研究的分支之一，其主要的研究内容是从物质运动的宏观角度来研究物质分子的热运动规律和性质，从生产生活之中的能量转化等方面可以看出热力学观点在实际生活之中的存在。实例如下：

1、高压钢筒在使用之中，被打开之后，其中存储的气体会喷出筒外，此时筒内温度下降。这种现象的主要原理是随着筒内气体的放出，筒内压力会逐渐下降直至与大气压相等，这一过程之中气体的体积会膨胀，其内能降低，从而造成筒内的温度下降。

2、在生活之中，人们在夏季往往喜欢到溪流或是河流周边避暑，这是由于河水的比热容高于空气，在受到同样程度的阳光照射时，水流的温度上升速度较低，且由于高温之下水流的蒸发作用也使得河水的水文降低。这就造成夏日高温环境之中河水周边的空气温度较低，使人感觉凉爽。

热力学研究的是能量转换时物质性质变化时的规律，其根据一个物质系统在能量转换时的热现象变化和其基本规律，对物质的宏观现象进行研究，其基本原理在生活之中非常常见。

三、化学平衡

在化学研究之中，化学平衡是指化学反应在一定的宏观外部条件之下，反应进行至其反应速率、反应物和生成物的浓度等不再变化的状态，其一般表现为正反应速率和逆反应速率相等，化学平衡研究一般是针对可逆反应来进行的。

1、在化学生产之中所研究的一般都是可逆反应，其反应进行之中生成物的生成和分解是同时进行的，当两方面反应速率相等时即可认为是化学平衡状态。在氨的合成反应之中，生产人员为了提升其反应的进行速率，一般会净化原料气体以便于减少气体混合物之中惰性气体的百分比，防止其影响反应的进行。在生产之中，改变反应组分之中惰性气体的含量可以在一定程度上影响化学反应的进行方向，这是由于在可逆反应之中，在气体压强稳定的情况之下，增减惰性气体的含量可以改变反应之中的气体分子数，从而影响反应的进行方向。

2、在化学生产和学习之中，复分解反应是相当重要的一种反应类型，其属于四大基本反应类型之一，是由两种化合物相互交换成分并生成另外两种化合物的反应，一般会生成难电离的沉淀、气体或是弱电解质，复分解反应进行的速率和程度要高于可逆反应，这是由于弱电解质在溶液之中的溶解度较低，在反应进行的过程之中其沉淀和气体的浓度远小于平衡浓度，而随着反应的进行溶液之中的弱电解质不断析出，始终无法达到反应平衡，因此，反应会一直进行下去，且反应速率的变化不大。

四、电化学

电化学是研究两类导体在反应之中形成的带电界面以及其上发生的化学变化的一门科学，在生活之中使用的电池，出现的金属锈蚀现象都属于电化学的研究范畴，在当前的生产生活之中，材料的使用保护，电能的存储和使用效率都以电化学为主要原理，是当前世界上化学研究的重点之一。

1、在化学实验之中，教师厂通过原电池反应来进行电化学的教学。原电池反应是使用两个不同金属性的电极来产生电势差，使得两个电极之间产生电子流动，进而产生可以检测到的电流。原电池是化学电池，是将化学能转化为电能，其发生的基本条件就是两种不同活泼性的金属的接触，其反应的进行一般需要在电解质溶液之中进行以保证电子的流动。原电池反应属于氧化还原反应的一种。

2、在石油的开采过程之中，开采技术人员通常使用分离器来对原油和水进行分离，由于分离器上部结构在反应过后充满腐蚀性污水，造成在开采过程之中分离器的腐蚀问题相当严重。在对分离器的器壁保护过程之中，技术人员通常采取的是牺牲阳极的阴极保护法，但是由于分离器之中的污水成分复杂对阳极的损耗速度极快。因此，当前在分离器之中使用的是外加电流阴极保护法，使用时间较长。

3、在抗腐蚀研究之中电化学是主要的研究基础，一般来说当前使用较多的抗腐蚀方法是牺牲阳极的阴极保护，在海船的航行之中为了降低海水对船身的腐蚀，设计人员会在船身四周安装活泼金属锌块充当阳极，以锌的腐蚀为代价避免船身的腐蚀，这也是电化学的应用之一。

五、胶体化学

胶体在化学研究之中指的是均匀的混合物，在胶体的成分之中一般存在两种不同小黄台的物质，一种为分散相，一种为连续相。对胶体反应的研究和国家生产的各个部门都有一定的联系，在国家的冶金、石油、橡胶生产等部门都离不开胶体反应。

在石油的存储和运输过程之中，石油就属于一种相当典型的胶体，其中由于水的存在形成的油包水乳状液。通常在石油的储存之中要在其储存容器之中加入一定的有机电解质，其主要的原因是油包水乳液在实际运输之中会下降产生一定的电势，一旦产生自由移动的电子就会造成运输油罐的危险。在其中加入有机电解质溶液可以增加油液的电导性，减小沉降电势，防止运输之中出现爆炸事故。在运输之中，云游管道的建设要求管道接地，主要是为了防止液体流动的过程之中产生流动电势，在高压之下产生火花会使得管道之中的油液爆炸，威胁人民的生命安全，为了防止电势积累需要将管道接地。

六、结语

在物理化学学科的课堂教学之中加入对生产生活实例的介绍可以有效提升教学的质量和课堂的趣味性，同时，生产实例和原理的介绍也会吸引对物理化学研究应用有兴趣的学生，有利于其未来的发展。

[1]刘燕，李文超，刘茹，等.物理化学与生产生活应用实例[J].山东化工，2014，43（3）：177-179.

[2]魏泽英,高慧,谢小燕,李树全.药物制剂专业物理化学课程教学的思考和探索[J].中国医药导报，2014（33）：122-130