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出版者:大连理工大学出版社

作者:沈阳化工学院物理化学教研室

出品人:

页数:137 页

译者:

出版时间:2006年8月1日

价格:15.0

装帧:平装

isbn号码:9787561133446

丛书系列:

图书标签:

• 物理化学
• 化学实验
• 大学教材
• 实验教学
• 理学
• 高等教育
• 化学
• 实验
• 教学参考书
• 分析化学

《探寻物质世界的奥秘：一本关于化学与物理交融的奇趣之旅》 这本书并非一本枯燥的教科书，也非晦涩难懂的理论集。它是一场引人入胜的探索，一次深入物质世界内在联系的旅程。我们旨在通过生动形象的语言，配合精心设计的案例与思考题，带领读者跨越物理学的严谨与化学的物质变化，在两者交融的广阔天地中，发现隐藏在现象背后的深刻规律，理解我们所处世界的运行机制。 我们将从最基础的构成单元出发，但不会止步于此。我们相信，理解物质的本质，离不开对其行为的观察与测量的能力。因此，本书将带领你走进一个充满活力的实验场景，但这些实验并非是死板的步骤堆砌，而是为了激发你的好奇心，引导你主动去发现、去思考、去验证。我们将探讨原子与分子的微观世界，它们如何排列组合，又如何因能量的注入或释放而发生神奇的转变。但我们不会停留在理论的描述，而是会审视这些微观行为如何体现在宏观世界的可测量现象中。 想象一下，当你凝视一杯水，我们不仅会讨论水分子的结构，更会深入探究这杯水在不同温度下的状态变化，理解冰为何会融化，水蒸气为何会上腾。这背后涉及能量如何影响物质的内部分子间作用力，以及熵增原理在其中扮演的角色。我们将学习如何精确测量这些变化所需的能量，例如通过量热法来探究化学反应的热效应，理解“焓”这个概念在描述物质能量状态转变中的重要性。我们会让你体会到，每一个日常的现象，例如燃气的燃烧，甚至是一块金属的生锈，都蕴含着深刻的物理化学原理。 本书的重点在于“交融”。物理学为我们提供了观察、测量和描述世界的框架，例如牛顿定律、热力学定律、量子力学等。化学则关注物质的组成、结构、性质以及变化。而物理化学，便是连接这两者的桥梁。它运用物理学的原理和方法来研究化学体系，解释化学现象的本质。我们会探讨如何利用光谱学来“看见”分子，理解不同物质吸收和发射光的特定模式是如何揭示其微观结构的。我们会讨论如何利用电化学来驱动化学反应，理解电池的工作原理，以及电能在化学转化中的巨大潜力。 例如，当我们谈论气体的性质时，我们不仅仅会介绍压强、体积、温度之间的关系，更会深入探讨气体分子运动论，理解宏观的压强是如何由无数气体分子无规则碰撞产生的。我们会学习到理想气体状态方程，并进一步探讨真实气体为何会偏离理想状态，这背后涉及到分子间的范德华力等物理概念。我们还会研究气体扩散的速率，以及扩散过程与温度、分子质量的关系，这直接关联到化学反应的速率以及混合物的形成。 在液体部分，我们将不仅仅局限于描述其流动性，更会深入探究表面张力、粘度和蒸气压等物理性质。我们会理解表面张力为何能让水滴呈现球形，粘度又如何影响液体在管道中的流动。我们会探讨蒸气压与温度的关系，以及这对于物质的蒸馏、提纯等过程的重要性。更进一步，我们会审视液体中溶解过程的本质，理解溶质与溶剂分子之间的相互作用，以及溶液的依数性质，例如沸点升高、凝固点降低，这些都直接反映了溶质的存在对溶剂物理性质的改变。 当我们进入固态世界，我们将不仅仅描述其刚性，更会深入探究晶体结构、晶格能以及固体的导电性、导热性等。我们会理解不同的晶体结构为何会赋予物质截然不同的性质，例如钻石的坚硬与石墨的柔软。我们会探讨金属键、离子键、共价键等不同化学键的本质，以及它们如何决定了固体的宏观性质。我们还将触及固体的相变，例如固体到液体的熔化，以及晶体缺陷对材料性能的影响。 本书将贯穿“平衡”这一核心概念。无论是化学反应中的化学平衡，还是相平衡，抑或是溶液中的分配平衡，都体现了物质在特定条件下达到的一种动态稳定状态。我们将学习如何运用勒夏特列原理来预测平衡移动的方向，理解平衡常数是如何量化反应进行的程度。我们将看到，很多工业生产过程，例如氨的合成，都依赖于对化学平衡的精确控制。 能量的转化与守恒将是贯穿始终的另一条主线。我们将深入理解热力学第一定律（能量守恒），并在此基础上探讨热力学第二定律（熵增原理）。熵，这个看似抽象的概念，在本书中将被赋予鲜活的生命。我们将看到，熵的增加是自发过程的驱动力，它解释了为何热量总是从高温物体流向低温物体，为何事物趋于混乱而非有序。我们将学习如何计算一个过程的熵变，并理解吉布斯自由能是如何综合考虑焓变和熵变，从而判断一个过程是否能够自发进行。 本书还将引领你进入化学动力学的奇妙领域。我们不再只关注反应的始末，而是要探究反应进行的“速度”。我们将学习影响反应速率的因素，例如反应物的浓度、温度、催化剂等。我们将理解反应机理的重要性，以及如何通过实验来揭示反应分子一步步如何转化。例如，我们会探讨酶催化反应的高效性，理解催化剂是如何降低反应活化能，从而加速反应的进行。 除了基础的原理，我们还会引入一些更具应用价值的视角。例如，我们将简要触及一些现代材料的物理化学特性，例如半导体的导电机制，聚合物的结构与性能关系，以及纳米材料的独特物理化学行为。这些内容将让你看到，我们所学的基本原理是如何在现代科技中得到生动的体现。 贯穿全书的，是对“模型”的运用与思考。我们知道，宏观世界的复杂性使得直接观察微观世界变得困难。因此，科学家们构建了各种模型，例如原子模型、分子模型、晶体模型等，来帮助我们理解和预测物质的行为。本书将鼓励读者批判性地思考这些模型的优缺点，理解它们在不同情境下的适用性。 这本书的语言风格将力求平实而富有启发性，避免使用过于专业且晦涩的术语。我们会用类比、故事和日常生活中的例子来解释复杂的概念。例如，在解释分子运动时，我们可能会用拥挤的房间里人群的流动来类比；在解释能量转化时，我们可能会用小孩子的玩具车滑下斜坡来引入势能的概念。我们相信，理解科学知识，不仅仅是记住公式和定义，更重要的是理解其背后的逻辑和意义。 本书并非一本“即学即用”的快速指南，而是一次引导你构建科学思维的启蒙。我们希望通过阅读这本书，你能够培养出一种审视物质世界的好奇心，一种运用科学方法去探索未知的好奇心，以及一种将物理与化学视为一个整体的理解能力。你将学会如何提出问题，如何设计实验来回答问题，以及如何从实验数据中提取有用的信息。 这本书的最终目标，是让你在面对生活中的各种化学和物理现象时，不再感到困惑，而是能够从更深层次去理解它们，甚至能从中发现新的乐趣和可能性。无论你是否是专业的学生，只要你对物质世界充满好奇，渴望了解其内在的奥秘，《探寻物质世界的奥秘：一本关于化学与物理交融的奇趣之旅》都将是你一次难忘的知识与思维的双重旅程。

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