一、课程学习目标
1. 知识目标
(1)掌握热力学的基本概念与术语;
(2)理解热力学第一定律、焓与等压反应热等基本概念;
(3)理解盖斯定律、标准摩尔生成焓和标准摩尔反应焓等相关概念。
2. 技能目标
(1)能熟练地计算变化过程中的状态函数、过程函数;
(2)能利用热力学第一定律和第二定律正确判断化学反应的方向。
二、课程学习任务
课前任务:
完成课前学习任务,包括教材的预习、视频和课件的学习、课前自测题。
课中任务:
1. 分组完成例题计算过程的体积功。
2. 分组完成例题热力学能的计算。
3. 分组完成例题标准摩尔反应焓的计算。
课后拓展任务:
完成课后拓展资源学习——青蒿素的提取,完成章节测试、课后作业和创新项目等。
1.3 热力学基本原理
学习目标:
1.了解热力学第一定律的意义
2.了解热力学熵、吉布斯能的意义
3. 了解如何利用化学反应等温式来判别反应的变化方向
章节测试:
热力学内涵与意义
1、正义与邪恶的热力学内涵
热力学中的吉布斯自由能G表示在等温等压不做其它功的条件下,任何事物的自然变化发展,总是朝着自由能减小的方向进行,即△G<0,也就是说自然界的一切事物的自发过程都是朝着自由能减小的方向进行。比如水总是朝着势能减小的方向运动,即水往低处流。同样人性中的自私、贪婪、懒惰等邪恶特性也是无师自通的自发过程,其热力学本质同样也是△G<0。
事物是一分为二的,世界上没有绝对的坏,也没有绝对的好。邪恶能存在必有其存在的意义,它的积极意义如同疫苗一样,激活人们对邪恶事物的免疫能力,让人们在一次次的痛苦中学会应对灾难或困难的本领,帮助和促使人们实现自我保护,减少不必要的牺牲。同时,由于邪恶的存在,才能对比和彰显出正义的美好,从而使我们更加珍惜和热爱美好的正义生活。
正义是非自发的过程,其热力学本质是△G>0,也就是说实现正义需投资、教育、惩戒,总之需要外界做功。正所谓人间正道是沧桑,维护正义是有代价的,甚至需要付出生命。从善如登,从恶如崩。从善如登就是△G>0,从恶如崩就是△G<0。在科学上没有平坦的大道,同样在维持正义上也没有平坦的大道。只有沿着崎岖小路不断攀登,才能达到正义的顶峰。
仁爱、奉献、勤奋等都是人们敬仰的正义美德。然而,它们不会从天而降,要靠艰苦奋斗,不断劳作才能获得。正如孟子所说:天将降大任于斯人也,必先苦其心志,劳其筋骨,饿其体肤,空乏其身……总之,人的一生是辛劳的一生,是痛苦地追求真理和正义的一生。只有这样,才能真正磨练人,完善人,最终使人成为高尚的人。
2、仁爱与憎恨的热力学意义
热力学过程中的熵变△S是指体系变化前后混乱度的差,△S<0是混乱度减小,△S>0是混乱度增加,自发过程一般是△S>0。焓变△H是指体系变化前后热量的差,△H<0是放热,△H>0是吸热,自发过程一般是△H<0。人类社会中的爱是亲和力、吸引力;恨是离解力、排斥力。爱的过程是社会有序化,以及个体向社会释放能量的过程。
①爱的热力学意义
从热力学的理论看,爱的过程就是熵和焓同时减小的过程,即爱的过程是有序和放热的过程。不论是熵减小,还是焓减小,爱的结果都是积极的。爱的熵减小即混乱度降低,有利于事物团结有序和社会和谐稳定。但是,爱的混乱度降低是非自发过程,非自发过程需要获取能量才能进行,即我们仁爱品性的养成,需要不断地花费大量的财力物力进行教育,同时还需要我们自己不停地刻苦学习和修养。爱的焓减小即释放能量,是我们向外发光放热的过程,故爱是奉献付出。爱通过奉献付出,实现了世界的团结有序和和谐稳定。爱的源动力来自焓的减小,阻力来自熵的减小。爱能否自发进行主要是看焓补偿熵的净结果是否满足△G<0。当动力大于阻力时,社会和谐,人民幸福;当动力小于阻力时,社会恐怖,人民悲哀。世界上的一切积极文化都能让爱自发进行。
②恨的热力学意义
恨的过程是熵和焓同时增大的过程,不论是熵增大,还是焓增大,其结果都是消极的。恨的焓增加是事物向环境中吸收、掠夺能量非自发的阻力过程,即恨是索取,是黑暗。恨的熵增大是事物混乱度增加的离散自发的动力过程,即恨是动乱无序。恨自发进行需要△G<0,以熵增加来克服焓增加,即熵补偿焓的过程。世界上的一切消极文化都能让恨自发进行。
爱和恨是矛盾的两个对立面,是事物运动发展的两个根本动力,爱和恨在统一中存在,在对立中发展。人性有光明的一面,也有黑暗的一面,即人有仁爱与憎恨、正义与邪恶、团结与分裂等二重性,所以说,我们要像爱、正义与团结积极方向发展,让△G>0,