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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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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 ]
31楼2013-07-20 01:12:53
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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。
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。
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!
安全第一
4楼2012-03-22 11:21:44
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