理想气体四个物理量与热力学过程关系的探讨

理想气体状态方程描述了T、P、V、n四个物理量的关系,而这种关系奠定了整个热力学的基础,是物理学实验联系热力学理论的基础.从理想气体状态方程入手,首先系统讨论了四个物理量之间的关系,引入了“理想气体的过程指数”等几个新的概念,其次用Graphing Calculator 3D软件绘制了理想气体的状态图,以三维立体图示的方式系统地阐述了T、P、V、n四个物理量的关系及其在不同热力学过程中的变化规律,以便在热力学教学中给学生更为精确、严格、完整的热力学过程的概念图像.     

关于"熵增原理"表述的争鸣

介绍了国内物理化学教材中“熵增原理”的不同表述,对△S隔离≥0（〉0不可逆,自发;=0可逆,平衡）的表述提出了不同的意见。     

关于Mayer关系式和热容比关系式的再讨论

对热力学中关于均匀物质的等压热容(Cp)和等容热容(CV)的2个重要关系式(Mayer关系式和热容比关系式)进行了比较全面的分析和讨论,总结了在教学过程中应该注意的相关事项,以期对教和学都有所裨益。     

高锰酸钠去除水中苯胺的不可逆过程热力学研究

苯胺在城市污水中大量存在,常采用氧化剂去除水中的苯胺.本文利用不可逆过程热力学理论,对高锰酸钠去除水中苯胺的动力学进行了研究,得到了与实验数据拟合较好的三次关系式.结果表明,在PH值及温度恒定的条件下,高锰酸钠及苯胺的初始浓度对苯胺的去除效果有影响.     

关于热力学自发过程及其判据的讨论

文章指出现有各种自发过程的判据都是在指定的约束条件下才能应用,缺乏普适性是自发过程定义多样化的引发原因。在无约束条件下将热力学第一定律代入总熵判据得出并分析讨论了总熵判据的另一种形式,结合自发过程的特点总结出了热力学变化过程中能量变化的本质,给出了自发过程的通用定义。进一步指出原总熵判据只能分辨可逆与不可逆,不能分辨自发与非自发。文章给出的总熵判据的另一种形式——封闭系统任意过程的做功能力判据具有分辨自发与非自发的能力。通过理论研讨和实际应用表明,做功能力判据与总熵判据完全等价,在相应约束条件下可还原为当前热力学中各类方向判据。填补了常见的变温过程和变压过程在以前的教科书中无自发和非自发判据的空白。以前教科书中由于自发过程定义和解释的混乱而出现的一些疑难问题,在通用定义和做功能力判据面前都能得到满意的解答。     

氧乙烯基对胶团化过程热力学函数的影响

利用表面张力法测定了各种条件下C_8H_(17)(OC_2H_4)_n-SO_4Na(C_8E_nS; n=0,1,3)的cmc, 并计算了胶团的反离子结合度、胶团化过程中的自由能(ΔG°)和熵变(ΔS°)。结果发现: C_8E_nS的cmc随n的增加而下降, 并且下降的幅度逐渐变小; 胶团的反离子结合度也随n的增加而减小; ΔS°随n的增加而增加, 但增加的幅度逐渐变小, 对于离子和非离子表面活性剂都是如此。人们认为这是由于氧乙烯基(EO)具有亲水和疏水二重性, 随着EO数的增加, EO的疏水性相对减弱而亲水能力将相对增加所致。EO的这个特点, 是它在表面活性剂分子中具有特殊表现的根本原因。     

乙酸、卤代乙酸在水溶液中电离焓的测量和热力学过程的研究

本文用LKB-2277BioActivityMonitor以5℃的间隔测量了20-45℃温度区间乙酸、氯乙酸、溴乙酸和碘乙酸在水溶液中的电离焓。通过每一温度下测量五个不同浓度酸的热效应并外推至酸浓度无限稀,得到了电离焓ΔH~i^ⅲ。实验结果表明,在实验温度范围内,ΔH~i^ⅲ为:乙酸>氯乙酸>溴乙酸>碘乙酸;上述各个酸的ΔH~i^ⅲ跟温度呈线性变化的关系。本文用溶液中溶质与溶剂的相互作用及"内部-环境"模型较圆满地解释了取代基和温度对乙酸、氯乙酸、溴乙酸和碘乙酸的电离焓和电离熵的影响。     

非线性色谱的非平衡热力学分离理论 Ⅱ. 非线性-传质动力学过程的0-1模型

在制备色谱的优化设计和控制过程中,若试图把基于偏微分方程(PDE)-Eulerian描述的Wilson色谱理论框架和基于离散时间状态的优化控制方法(如Markov决策过程(MDP)和模型预测控制(MPC)等)衔接在一起时,就会出现明显的障碍。本文提出基于Lagrangian-Eulerian描述(L-ED)的非线性传质色谱(NTC)的0-1模型来克服这些障碍。该模型把一个溶质微元单元划分为在流动相中并以其线速度移动的流动相溶质微元(SCm)和在固定相中其移动速度为0的固定相溶质微元(SCs)。引入由溶质微元的序号集合、溶质微元的位置矢量、固定相溶质浓度矢量和流动相溶质浓度矢量组成的热力学状态矢量Sk，并用其来描述色谱过程的局域热力学路径(LTP)和宏观热力学路径(MTP)。在非线性-理想-传质色谱的理论分析和数值实验中,0-1模型的数值解表现出很好的一致性、稳定性、守恒性及精确性等。该模型能很好地与控制论中的Markov决策过程或其他基于离散时间状态的优化控制方法相衔接。     

生物界面上的化学过程——关于化学生物学研究前沿的讨论

在细胞和固体表面建立的生物界面上发生的化学-生物学过程是一个医学、环境、农业和生物技术共同面对的问题.以破骨细胞介导的骨再吸收过程为例阐述过程中的生物事件顺序,提出有待解决的化学问题.     

偕胺肟基功能高分子膜对铀吸附过程的研究

将在铝阴极表面电聚合的聚丙烯腈(PAN)涂层经偕胺肟基化反应(pH=7,70℃,3h)得到含有偕胺肟基的功能高分子膜(AFPF),PAN中的-CN基团有64.7%转化为-C(NH2)=N-OH,并研究了AFPF对硝酸铀溶液中的铀吸附性能.实验结果表明,AFPF对标准溶液中的铀吸附过程分为静电吸附和螯合吸附,且以后者为主,静电吸附的Freundlich等温方程为:гe=0.080c-0.66,螯合吸附的Freundlich等温方程为:гc=38.64c0.26,总吸附的Freundlich等温方程为:гt=38.21c0.26,并用扫描电镜表征了AFPF吸附铀前后的形貌.