从学科视角解析《化学反应原理》教材中的几个问题

从《化学反应原理》教材中节选出在教学中容易混淆的几个问题,运用大学学科知识进行了解析,其中涉及到热量、焓变、燃烧热等基本概念.     

西门子反应器中硅棒的热传递模型

考虑西门子反应器中对流、辐射以及化学反应热三种热传递形式,建立了硅棒的二维轴对称热传递模型.相比于对流和化学反应热,辐射是最主要的传热方式.基于此模型分析了12对棒西门子反应器中硅棒辐射位置和反应器壁发射率对硅棒内部径向温度分布以及电流密度分布的影响.结果表明:直流电加热时,硅棒内部径向方向上形成了明显的温度梯度,且外环硅棒内部温度梯度要大于内环硅棒温度梯度;降低反应器壁发射率,外环硅棒温度梯度减小,电流密度分布更为均匀.     

冷冻球磨法制备Al/MnO2复合粉体及其相关性质的研究

利用冷冻球磨法制备Al/MnO2复合粉体,利用XRD和SEM对球磨产物的物相组成及微观形貌进行分析表征,采用差示扫描量热计(DSC)对复合粉体进行热分析.研究表明,相对于室温球磨,冷冻球磨法可以有效抑制球磨过程中Al/MnO2体系的反应,获得具有亚微米级别粉体颗粒和纳米级别晶粒的复合粉体;制备的粉体因机械活化程度更高,反应活性更高,反应放热量也有明显增大.     

糖和脂肪中卡路里含量的比较——新课程理念下化学课堂学生活动设计一例

介绍一例新课程理念指导下开展的“近似测量并比较不同食品中所含卡路里相对大小”的学生活动设计方案,材料易得、方法简单,帮助学生直观地体验油脂和碳水化合物所含热量的差别,从而关注自己的饮食健康。     

温室效应模拟实验演示器

人教版义务教育课程标准实验教科书九年级《化学》上册第117页关于"二氧化碳对生活和环境的影响"中谈到:近几十年来,由于人类消耗的能源急剧增加,森林遭到破坏,大气中的二氧化碳的含量不断上升.大气中的二氧化碳气体能像温室的玻璃或塑料薄膜那样,使地面吸收的太阳光的热量不易散失,从而使全球变暖,这种现象叫温室效应.教学时,由于此概念比较抽象,学生不好理解,为了增强学生的感性认识,让学生亲眼目睹"温室效应"会导致气温升高,从而树立环保理念,笔者设计了温室效应模拟实验演示器,经使用取得了较好的实验效果,现介绍如下.     

Entanglement in a generalized Jaynes--Cummings model

We investigate the pairwise entanglement and global entanglement in a generalized Jaynes--Cummings model, which can be used to realize Greenberger--Horne--Zeilinger (GHZ) entangled state (Zheng S B 2001 {\it Phys. Rev. Lett.} {\bf 87} 230404). Our results show that the W-type entangled states cannot be generated based on the model. The dependences of entanglement on Rabi frequency $\lambda$ and dipole--dipole coupling strength ${\it \Omega}$ are given. It is found that there exists the quantum phase transition when $\lambda={\it \Omega}$. For typical experimental data, the critical temperature for pairwise entanglement is on the order of $10^{-6}$\,K. Based on these results, two strategies that overcome decoherence are proposed.     

地源热泵地埋管换热量的研究

地源热泵地埋管换热器的换热量,不仅直接关系到这一能源方式的可行与否,还对系统形式,运行管理方案产生重要的影响,因而对任何一个工程都必须尽可能精准地确定它.试验使用人工冷热源模拟空调负荷,对某医院的地源热泵地埋管分别进行了冬季和夏季工况的换热量测试.并将依据测试数据计算所得结果与理论计算结果进行比较,最终得到该工程可信的...     

石墨烯量子点自组装制备硅基亚稳态分子间复合物及其放热性能研究

亚稳态分子间复合物因其具有较高的能量密度在军事与民用领域受到广泛应用.本文作者利用石墨烯量子点(graphene quantum dots, GQDs)作为自组装媒介制备Si/GQDs/Fe_2O_3纳米复合物,并研究了所制备复合物的形貌与放热性能,同时讨论了不同分散剂对所制备的复合物形貌与放热量的影响.结果显示,以水/异丙醇混合物作为分散剂并通过GQDs自组装制备的亚稳态分子间复合物放热量达到1 817.5 J/g.对比发现Si与Fe_2O_3纳米颗粒在水/异丙醇混合物中良好的分散性与二者表面通过GQDs构建的紧密接触是实现放热量提高的主要原因.     

用恒流量热器测定水的比热容

介绍了用恒流量热器测定水的比热容的一种新方法.当达到稳定状态时,电阻丝中电流产生的热量等于流过的水吸收的热量与散逸到环境中的热量之和,利用两次独立的实验消去了散逸到环境中的热量这一未知因素,从而使实验结果的准确度得到显著地提高.     

萃取过程的量热研究 II: 微乳状液形成的滴水量热曲线

采用滴定量热法研究P204钠(钾、铵)-仲辛醇-煤油等体系在滴加水过程中的热量变化, 得到两种不同类型的量热曲线, 在此基础上解释了微乳状液的形成过程和水以两种状态─缔合水和自由水存在, 还以简化的模型定性地讨论了滴水过程中微乳状液颗粒大小的变化。