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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 无机/物化 » 物理化学 » 初学者想知道物理化学的意义。。。
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白水素月

新虫 (初入文坛)

[求助] 初学者想知道物理化学的意义。。。

这学期新开了物理化学，但是上的有点云里雾里，现在学到热力学第三定律，前面的熵啊焓啊什么的虽然会计算但是总是回想到他们的意义，书上的解释有点抽象难以理解。。。所以想请教大家，物理化学这门学科的意义在哪里呢？我是学材料的，在未来的生活中它会起到怎样的作用呢？希望相关的学长学姐给一点自己的看法吧~真心地谢谢了~
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1楼2012-03-21 22:59:09
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回帖置顶 ( 共有2个 )

nyfith

铁杆木虫 (正式写手)

醉爱科学

【答案】应助回帖

★ ★ ★
fds329: 金币+3, ICEPI+1, 感谢应助。辛苦了O(∩_∩)O 2012-07-28 22:41:52
fds329: 应助指数+1 2012-12-20 08:16:53
七月十多号期末考才结束，考完后又有一些事耽搁了，现在才来回一下贴，希望能有帮助。
以下是我的个人理解，请参考：

物理化学有三个理论基础，分别是热力学，统计力学，量子力学。目前，在我们本科阶段，热力学占主要内容，统计力学在我们本科是打酱油的，了解一下而已。而热力学主要还是第一定律和第二定律。第三定律个人感觉只是让热力学定律更完整一点，所以，关键还是在理解热力学的第一、二定律。

熵的意义参考这里：http://shiba.hpe.sh.cn/jiaoyanzu ... d=381&classId=2

而焓本身没有意义，是人为规定的一个物理量，没有物理意义，但焓在某些情况下有意义，如等压简单变温过程的焓变等于等压热容的温度积分或者理想气体的等压过程的热效应。

物理化学是用物理的方法研究化学，所以，有些概念最好理解一下，不要死记硬背。而且，书中出现的公式，要特别注意使用的条件。物理化学有另外一个名称，叫做理论化学，从名字上看，物理化学是一门理论课程，是一些化学课程的理论基础（四大化学之一就是物理化学）,具有指导意义。我是应化的，至于在未来的生活中，对于物化在材料中的应用，我不是很清楚。具体要说应用，我觉得应该要细分到他的分支才比较好讲。如电化学是物化的一个分支，电化学就可以研究锂电（还是材料），或者电分析（电化学传感器）。

关于物理化学的热力学这一块，我推荐清华大学朱文涛教授的视频课程，我现在在准备考研，虽然用的是傅献彩教授的教材，但朱文涛教授的这个对热力学的理解还是很不错的，课程很精彩，值得一看，下面是地址：http://v.youku.com/v_show/id_XMTA0NDIzOTA4.html


至于物理化学的其他分支，推荐参考傅献彩教授的书，很不错。

由于我还是本科，能力有限，希望能有所帮助。
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不要忘记梦想，不要给自己找借口。
27楼2012-07-22 19:04:15
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mbchen

专家顾问 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★
冰点降温: 金币+3, ICEPI+1, 谢谢专家解答，分享物理化学背后的故事。 2016-08-03 09:48:25
引用回帖:
27楼: Originally posted by nyfith at 2012-07-22 19:04:15
七月十多号期末考才结束，考完后又有一些事耽搁了，现在才来回一下贴，希望能有帮助。
以下是我的个人理解，请参考：

物理化学有三个理论基础，分别是热力学，统计力学，量子力学。目前，在我们本科阶段，热力学 ...

回答得很好。
只是有一段，即“而焓本身没有意义，是人为规定的一个物理量，没有物理意义……”，是不对的。

四大化学中，物理化学是灵魂。也就是化学的道理只有在物理化学中才能不含糊地说出来，其他化学说起道理来，往往是模糊地说个大概。第一个看出这点的人是里加大学的Ostwald。

1871年F. Ostwald说：“用物理的火炬照亮化学的暗室”。就是这个意思，即化学的道理要到物理中去找。于是物理化学诞生了。F. Ostwald被后人誉为物理化学之父。是第一个没有化学产品的化学家。1909年的诺贝尔化学奖得主。

关于“化学的道理要到物理中去找”这个观点上，直到20世纪50年代还不能那么清楚地说出来。化学界保守势力强的很。世界著名的有机化学权威Henry Armstrong在1930年代的一番话颇具代表性，他说：“ 事实是，物理化学家从来不运用自己的眼睛，最可悲的是缺乏化学教养。我们应该把这些物理因素彻底地从我们中间剔除出去，并回到我们的实验室里来。”【见哈格的《鲍林传》复旦大学出版社】直到90年代初的中国，化学界的主流意识还是认为“化学有化学的规律”，意在排斥物理思想的侵入。

有的书中把Ostwald、van't Hoff 和Arrhenius称为物理化学的奠基人，那是因为他们三人创办了第一份物理化学杂志（德文）。其中的核心还是Ostwald。

早先，Ostwald是Arrhenius博士答辩会请来的外校教授。在Arrhenius导师本人不满意Arrhenius的情况下，Ostwald力挺Arrhenius论文中的电离学说。于是Arrhenius的论文才勉强通过，得了博士。不仅如此，Ostwald还请Arrhenius到他的大学去，解决了Arrhenius的工作问题。

听到这一切，您感到新鲜吗？我不是“愤青”或“愤老”。我原来读的是无机化学。后来发现化学越学越笨了，只有到了物理化学领域我才彻底改变了对化学的态度。化学是分子或分子聚集体层次的物理。1999年初是我第一个公开用中文写出以“化学不再是纯粹的实验科学”这句话为题的文章，当然，引号是不可少的，是外国人先喊出这样的声音。几个月之后《科学时报》转载，但编辑部却把我狐藉虎威的引号给遗漏了。其实，我只是第一个用中文转告这句话就是了。讲这句话的底气一定来自物理化学，不是其他化学。
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32楼2016-08-03 08:21:32
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cgq88

至尊木虫 (知名作家)

【答案】应助回帖

★
白水素月(m0378代发): 金币+1, 只剩一个金币了，只能发一个。欢迎常来应助。 2013-07-20 02:05:45
现代科学的研究方法主要有两种：归纳法和演绎法。
通俗地说，归纳法就是归纳总结实验事实，而演绎法就是推导计算、逻辑推理。
化学学科，在物理化学这个分支出现之前，普遍采用归纳法进行研究。例如，元素周期律、有机化学中的“马氏规则”、“查氏规则”等都是归纳法的产物，其中包含了众多实验化学家夜以继日辛勤劳动的结晶。
然而，若一门学科仅仅依靠归纳法，在其发展到一定程度之后必然会遇到瓶颈。这是由归纳法本身的特点所决定的。归纳法所依赖的(大量的)实验探索，从本质上讲还是有一定的盲目尝试的成分。而要从根本上避免这种盲目，就需要从归纳法逐渐过渡到演绎法。
演绎法的精髓在于：从有限的几条公理(即大家都默认正确的“真理”)出发，通过数学推演或逻辑推理，得到更多具有实际意义的结论，从而指导研究并预测实验事实。
公理的建立通常而言是一项极富冒险性质的活动——首先，是同一理论体系内各公理之间自洽性的保证。如果一个理论体系内各条公理之间都存在无法自洽的情况，那么这个公理体系必定是失败的。其次，即使各条公理之间完美自洽，如果由该公理体系经数学或逻辑推导得出的任何一条推论与实验事实不符(此处的不符并非指有偏差，而是指完全矛盾)，即宣告该公理体系的失败。因此，任何一个成熟的公理体系的建立，在初期都要付出艰辛的劳动。
然而，一旦一个成功的公理体系得以建立，则从其中得到的“回报”将是数百次甚至上千次盲目的精密实验都无法比拟的。
当今，最为成功的公理体系可能就要属热力学体系了。由热力学四大定律推导得到的大量结论，经过了几百年的考验而尚未发现有违反实验事实的地方。
在化学学科当中，传统的无机化学与有机化学总体上使用的是归纳法，而物理化学使用的主要就是演绎法。物理化学的理论基础——热力学、统计物理学和量子力学，都是建立在各自的公理体系之上的，而通过演绎法，物理化学已经为无机和有机化学注入了新的活力——无机和有机化学中总结出的大量反应事实都已经可以从理论层面上(无论是从微观角度还是从宏观角度)得到说明，并且可以对未知物质的结构和性质以及尚未进行实验研究的反应的条件和实验结果作出合理的预测。科学家们甚至可以在目前实验设备还达不到要求的情况下，通过计算机模拟来“看到”反应发生时各个分子的变化、原子(团)的迁移过程，以及模拟极端条件下的化学过程(而不必亲自进行危险的实验)，这无疑是令人心动的。而这一切，都与演绎法严密的数学和逻辑基础不可分割。
要学好物理化学，关键就在于掌握演绎法的精髓。书中的公式要尽可能地自己推导一遍，只有这样，才能清晰地明白为什么结论如此，为什么结论的适用条件又是如此。在仔细体会了演绎法的精髓之后，才有可能进一步利用演绎法，得到新的、自己感兴趣的推论，从而为自己提供新的研究方向，或者为设计新的实验提供理论依据，避免盲目的探索与尝试。

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]
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31楼2013-07-20 01:12:53
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普通回帖

Uran

铜虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★
感谢参与，应助指数 +1
fds329: 金币+2, 感谢回帖 2012-03-22 07:58:47
你要听个人理解呢，还是普遍的定义呢

个人理解的话，窃以为就是用物理的角度解析化学，不涉及到有机之间的官能团，无机中的围观世界，分析中的仪器运用，但是物化感觉是最全面的，对数学的要求比较高。

还有焓是没有具体意义的，只是为了便于计算而涉及出来的一个状态函数，只是为了方便计算，更便于高数的应用

我推荐你看看南大五版，傅献彩先生对于物化的理解，可以说很精辟，个人很受用。
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一个人一生至少该有一次，为了自己的梦想而尝试，改变命运，抗争命运。
2楼2012-03-21 23:41:38
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jsxhlhao

木虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★
感谢参与，应助指数 +1
见证2011: 金币+1, 感谢应助 2012-03-23 10:45:06
不管你做化学的哪个分支，都涉及到物理化学的知识。
做材料的不能不做制备。而化学制备与物理方法相比，条件要温和的多，应用范围也比较广泛。
至于有什么意义，你比如现在文献中，说明一个设计的反应可以达成，最先一步就是利用热力学计算它理论的可能性。
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3楼2012-03-22 08:24:44
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fshuxiu

新虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

★
感谢参与，应助指数 +1
见证2011: 金币+1, 感谢应助 2012-03-23 10:44:57
物化是最基本的化学知识，只有学好物化后你后面才能把专业课学好。其实物化也不难，最主要的就是熵焓的那些等式，还有相平衡什么的。祝你学习愉快！
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安全第一
4楼2012-03-22 11:21:44
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西西很可怜

禁虫 (文坛精英)

十亿光年培优班学委——西西

【答案】应助回帖

★
感谢参与，应助指数 +1
见证2011: 金币+1, 感谢交流 2012-03-23 10:45:21
一门为了实际化学发展而成的实验理论学科

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]
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I can
5楼2012-03-22 15:00:58
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白水素月

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
2楼: Originally posted by Uran at 2012-03-21 23:41:38:
你要听个人理解呢，还是普遍的定义呢

个人理解的话，窃以为就是用物理的角度解析化学，不涉及到有机之间的官能团，无机中的围观世界，分析中的仪器运用，但是物化感觉是最全面的，对数学的要求比较高。

还有 ...

我就是想听个人的理解，你的解释我很喜欢，非常感谢~
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6楼2012-03-22 21:19:45
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白水素月

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
3楼: Originally posted by jsxhlhao at 2012-03-22 08:24:44:
不管你做化学的哪个分支，都涉及到物理化学的知识。
做材料的不能不做制备。而化学制备与物理方法相比，条件要温和的多，应用范围也比较广泛。
至于有什么意义，你比如现在文献中，说明一个设计的反应可以达成， ...

了解了，谢谢~
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7楼2012-03-22 21:20:11
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白水素月

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
4楼: Originally posted by fshuxiu at 2012-03-22 11:21:44:
物化是最基本的化学知识，只有学好物化后你后面才能把专业课学好。其实物化也不难，最主要的就是熵焓的那些等式，还有相平衡什么的。祝你学习愉快！

非常感谢~
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8楼2012-03-22 21:20:56
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白水素月

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
5楼: Originally posted by 西西很可怜 at 2012-03-22 15:00:58:
一门为了实际化学发展而成的实验理论学科

可以理解为物理化学像一个领导者吗？我设计一个实验或者一个反应，先要问问物理化学能不能实现？
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9楼2012-03-22 21:22:36
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西西很可怜

禁虫 (文坛精英)

十亿光年培优班学委——西西
★ ★
见证2011: 金币+1, 感谢回帖 2012-03-23 10:45:44
fds329: 金币+1, 感谢回帖 2012-03-24 08:17:13
引用回帖:
9楼: Originally posted by 白水素月 at 2012-03-22 21:22:36:
可以理解为物理化学像一个领导者吗？我设计一个实验或者一个反应，先要问问物理化学能不能实现？

恩，是的
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I can
10楼2012-03-22 23:30:18
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