在一個密閉絕熱的房間里放置一臺電冰箱， 將冰箱門打開， 并接通電源使其工作， 過一段時間之后， 室內的平均氣溫將如何變化? ——升高。根據熱力學第一定律，Q=0，W>0，所以熱力學能升高，溫度升高。 因為北冰洋沒有可飲用的淡水，全是海水(海水中NaCl含量為2.5%)，所以愛斯基摩人需要到冰山上去取回冰來熔化，愛斯基摩人應在怎樣的環境溫度下取冰? ——H2O-NaCl相圖，愛斯基摩人應在溫度為252~273 K的季節取冰[3]。 3將物理化學與工農業生產聯系起來，提高學生學習的積極性和創造性 物理化學所具有的基礎性、理論性、先導性和綜合性的特點，使之成為工農業生產的一塊重要基石，在工農業生產中起著重要作用。恰當地將教學內容與工農業生產聯系起來，遵循“提出工農業生產中的實例（問題）——引入講授新內容——啟發學生總結答案——給出答案”，使學生對理論實質產生更深的認識，增長實踐經驗，避免理論與實踐脫節，既提高了學習興趣，又培養了學生的科學思維與解決問題能力。為簡便起見，下面僅列出問題與答案要點。 經典范例，同為碳元素，298 K，標準壓力下，石墨能否轉變為金剛石？可以用幾個判據來判斷？如果不能，那么怎樣使石墨轉變成金剛石？轉變程度是多大？怎樣提高轉變速率？——不能，可以用熵判據和吉布斯自由能判據來判斷和計算，采用加壓的辦法（壓強大于1.5×109 Pa）可使石墨轉變成金剛石，利用ΔrG m=-RTlnK ，可求出K ，加熱。 冬天，工業上用管道運送硫酸時為什么要稀釋？——形成穩定化合物相圖，純硫酸的熔點在283 K左右，而與一水化合物的低共熔點在235 K，所以在冬天用管道運送硫酸時應適當稀釋，防止硫酸凍結。 結晶法精制粗鹽的原理是什么？——水-鹽相圖，首先鹽的組成必須大于低共熔點時鹽的組成才能通過降溫得到鹽的晶體。 當乙醇含量低于95.57%時，能否通過精餾得到無水乙醇？怎樣才能得到？——雙液系最低恒沸點相圖，不能，先加入分子篩等吸水劑，使乙醇含量超過95.57%，再精餾可得無水乙醇。 工業上制備高純物質（如8個9以上的半導體材料）原理是什么？——固相完全互溶相圖，區域熔煉。 工農業生產中通過測量水的電導率來檢驗水的純度，依據是什么？——純水的電導率k=5.5×10-6 S?m-1，普通蒸餾水的電導率是1×10-3 S?m-1，重蒸餾水和去離子水的電導率均小于1×10-4 S?m-1，所以只要測定水的電導率就可以知道水的純度是否符合要求。 電解α± =1的ZnSO4水溶液，在陰極上Zn2+和H+ 哪個優先被還原？——Zn2+優先被還原。極化電勢高的優先析出，因為氫有較大的超電勢，使得氫的極化電勢低于鋅。 化工廠的一些管道或容器為什么常連到外加直流電源的負極上？——防腐，陰極保護法。 為什么大量處理固體粉塵的工廠，必須高度重視防止粉塵爆炸？——表面能高不穩定。 化工生產中采用的噴霧干燥工藝的原理是什么？——開爾文公式，小液滴飽和蒸氣壓大。 農藥中加入少量潤濕劑的作用是什么？采油時為什么要加入潤濕劑？——增加潤濕，減小液固和氣液界面張力。 泡沫浮選為什么可以提高礦石品位？——降低潤濕，增大液固界面張力。 金屬陶瓷復合材料綜合性能的發揮取決于陶瓷與金屬之間的潤濕性能的大小。燒銀法，是指在陶瓷表面燒滲一層銀，由于銀的導電能力很強，抗氧化性能好，在銀面上可直接焊接金屬。若已知高溫下的各個表面張力，那么液態銀能否潤濕瓷件表面？[3] ——用楊氏方程求接觸角。 考古工作中怎樣根據動力學原理估算尸體的埋葬時間？——根據一級反應的動力學方程來計算。由于古尸上裹的布碎片中放射性14C的衰變是一級反應，利用衰變半衰期及其活性可以估算。 4將物理化學與其他化學課和實驗操作聯系起來，提高學生解決實際問題的能力 物理化學是從研究化學現象和物理現象之間的相互聯系入手，從而探求化學變化中具有普遍性的基本規律，所以我們可以利用物理化學原理來解決其他化學學科學習或化學實驗操作中遇到的問題。恰當地將教學內容與它們聯系起來，遵循“化學學習或實驗操作中的問題——引入講授新內容——給出答案”，可以培養學生的科學思維與解決問題能力，提高學習物理化學的積極性。為簡便起見，下面僅列出問題與答案要點。 為什么用二氧化錳和鹽酸反應制備氯氣時必須用濃鹽酸？——將二者反應設計成電池，電池的電動勢要大于零，根據能斯特公式可求出鹽酸必須是濃鹽酸。 如何用電化學法測定一些難溶鹽的溶度積或弱電解質的解離常數？——將沉淀溶解平衡或解離平衡反應設計成原電池，再根據E = RT zF lnK 計算出K 即可。 實驗室用蒸餾水洗滌容器為什么提倡少量多次？——分配定律。 分析化學中為什么常用含HCl 20.24%的溶液作為標準溶液？——最高恒沸點相圖，最高恒沸點溫度為381.65 K，含HCl 20.24%。 堿性溶液中，氯氣能發生歧化反應，那么Br2能發生嗎？——能發生。計算Br2與其氧化態和還原態所構成的兩個電極的電勢差是否大于零。 蒸餾時為什么要加入沸石？——開爾文公式，過熱液體，防止暴沸。 分離操作中陳化的原理是什么? ——開爾文公式，晶體顆粒越小溶解度越大。 實驗室玻璃儀器洗干凈的標準是什么？——蒸餾水對干凈的玻璃接觸角約為0°，水應完全潤濕玻璃儀器，均勻分布成膜，不掛水珠或成股流下。 實驗室的電子天平罩里為什么要放硅膠？——吸附空氣中的水蒸氣，氣固吸附。 5挖掘科學技術前沿中的物理化學知識，激發學生學習興趣和探索創新精神 我們的教育對象年輕，精力旺盛，好奇心強，易接受新事物。在教學中適當介紹本學科的最新成就及發展前景，可激發學生學習物理化學的興趣和探索創新精神，從而吸引學生的注意。 比如在講熱力學第二定律時，可以引入非平衡態熱力學知識，提出以下問題：生命體的熵怎么計算？熵與生命有何關系？一個正常的生命體可視為一個處于非平衡的開放系統，即是一個耗散結構。開放系統的總熵變為：dS deS+diS，其中deS 為系統與環境進行的物質、能量交換產生的熵流；diS為生命體內的所有不可逆過程(消化、吸收等過程)產生的熵變。對生命體這個開放體系，deS≠0，若有生命體從外界獲得負熵流(deS <0)，并且有獲得的負熵流大于生命體內部產生的熵變，即| deS |>diS時，則有生命體的熵變dS<0，這時系統的熵是減少的，因而系統的有序性增加，這時生命體充滿活力，生命體將進化與發展，這就是生命體的發育、生長過程。如果在一定時期內，生命體自身內部產生的熵變(diS)和生命體與外界交換物質、能量而產生的負熵(deS)恰好相等，那么系統的熵變dS=0，系統將維持一定的有序結構，生命有機體便處在穩態、成熟的階段。正常情況下機體是靠熱輻射、排泄廢物等方式向體外排出多余的熵的，當機體熱輻射受阻或排泄受阻時，都會導致熵流受阻而造成積熵從而形成“熵病”。如發燒和中暑就是典型的熵病，治療的原則從熱力學的角度看，就是“清除積熵”。當生命體的熵累積到最大時，整個生命機體呈現出高度無序性，處于高度混亂狀態，這就是生命的終止———死亡[4-5]。