化工热力学论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇化工热力学论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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随着时代的变迁、社会的进步和高等教育的发展，我国高等教育教学改革过程中不断出现新的问题，期中课程的教学改革是核心，而改革重中之重是如何调动学生的学习积极性和促进学生综合实践能力的提高，本文结合多年的化工热力学教学改革情况，谈几点体会以共勉。

1 引用研究性教学模式，创造主动学习氛围

化工热力学课程专业性比较强，内容比较枯燥，基本原理概念抽象、公式推导多、工程计算更是繁琐，学生上课往往表现学习兴趣不高。针对这一实际情况，教师首先需要对热力学的基本知识进行梳理，按照教学计划和要求对教学内容模块进行划分，并对教学内容外延知识体系进行补充，为课堂教学创造必要条件。化工热力学的课堂教学要求教师用科学恰当的方法把自己所掌握的精确的专业知识教授给学生，为达到人才培养的目标，提高化工热力学教学的时效性，部分引入以教师为主导、学生为主体的研究性教学模式，能够充分调动学生学习的积极性。

研究性教学是指老师以课程内容和学生的知识积累为基础，引导学生创造性地运用知识和能力，自主地发现问题、研究问题和解决问题，在研讨中积累知识培养能力和锻炼思维的新型教学模式。这种教学模式带动学生积极地投入到课程学习中去发现问题、研究问题和解决问题，并在研究过程中获取知识、提高技能、培养能力[1]。为此，在热力学教学中，我们尝试了“设定内容情境-启发思考-交流探究-总结提升”教学环节，将复杂的热力学知识体系，和学生先前学过的基本物理、化学、数学等知识紧密联系起来，应用于实际，营造自主或团体进行讨论和探究，和传统的教学模式相比，大大提高了学生的学习积极性，并达到了能力培养的目的。

在实际教学过程中，曾尝试选择几节内容，采取学生进行讲课。教师布置任务范围，提出要求，学生以团队为单位首先学会读懂教材内容，查找所需资料，再设计教学课件，最终在讲台上进行展示讲解。从学生到老师角色的转变，从自己学明白到讲解清楚，激发出了学生对热力学学习的兴趣，加强了对知识的理解深度，与此同时活跃了课堂的气氛，教师也可以从中观察到学生的学习心理，寻找到教和学的突破口，对于课堂教学的创新和学生能力的培养具有重要意义。

2 利用多媒体和网络教学手段，提高自主学习能力

针对化工热力学知识体系和内容的具体特点，在教学方式上，发挥多媒体优势进行教学，可以大大提高学习的时效性和增强学生学习的积极性。

多媒体技术应用文本、图象、动画、声音等运载信息的媒体结合体，以图文并茂的形式为化工热力学教学充实供了多样化、多维化的教学信息空间，使化工热力学的教学内容、教学模式得到了很大的充实和改进[2]。结合化工热力学自身的特点设计生动、立体、直观性强的教学软件，与公式推导的板书相结合，加快和加大课堂教学的信息量，吸引学生的注意力，提高了教学效果。

在多媒体内容的展现方式上，除了课堂教学外，充分利用互联网，拓展网络教学。学生反映平时在化工热力学学习中，经常会遇到疑难问题，课堂时间又极其有限，往往会造成问题堆积。针对这一情况我们建立了化工热力学网络教学辅导平台，可以师生交流、学生间交流，利用网络的开放性、交互性、共享性的特点，传递与化工热力学相关的前沿信息和资料，将教学内容在网上公开，实现资源共享，并及时为学生答疑解惑，随时提出新问题，在网上进行自由讨论，师生间共同研究，从而既迅速有效的解决了问题，又提高了学生的学习效率。

3 结合实验实践教学，培养工程实践能力

化工热力学的实验教学是对化工热力学基础知识的综合运用与实践，意在培养学生建立独立思考、观察分析、解决问题、验证结果的思维体系，培养学生灵活运用理论知识解决实际问题的能力；让学生明确化工热力学在工业生产中、科学研究和工程设计中的重要性，有一个比较完整的感性认识和理性认识，也是进行产品生产和科研开发的必要准备。在实验教学的过程中，指导教师根据教学内容，详细制订系统完整的实验过程，建立了“做什么实验-为什么做实验-怎么做实验-如何提高实验数据可靠性”思维引导方式，注重挖掘学生的内在潜能和启发学生的智慧，在巩固和深化专业理论知识的基础上，要强化实验中出现的各种现象，再把实验过程中遇到的具体问题放入化工热力学的课堂教学当中，在相互融入讲解的过程中潜移默化的传授给学生，使其印象深刻，充分理解。

化工热力学所研究和解决的都是化工生产中的实际问题，因此实践教学环节非常重要，在热力学的应用章节的教学中，指导教师可以带领学生直接参与到企业的生产之中，结合课堂教学实例，按照“装置设想-实验室开发-工程设计-生产操作运行-工艺改进”主线，在现场指导学生运用所学的化工热力学基本理论联系实际，完成一定的实习任务，同时使学生在真实的生产环境中获取初步的职业训练和积累简单的生产操作经验，逐步提升工程意识和理论联系实际的能力；在企业实习实践活动中，学生开始涉入企业的先进理念和特色文化的信息，增强了参加工程实践活动的兴趣，为将来走向工作岗位、立足企业打下良好的基础[3]。

4 完善考核方式，促进培养目标达成

为了更好地评价学习的效果，必须进一步完善公平、公正、公开的考核体系，制定适应上述教学的评分标准，准确的反映学生的学习情况和能力发展水平，使学生在为成绩而努力学习的过程中，能够完成知识体系的建立和能力的提高。为此，教师应从培养学生学习思维和提高全面创新能力出发，逐步减轻期末理论考试的分量，倾向于平时的学习态度，如课堂表现情况，作业、实验、实结情况都占一定的考核比例，坚持课内与课外相结合、考试与考评相结合的原则。评分的等级和标准要进一步细化，从激发学生的学习热情出发，科学、有效、灵活的进行化工热力学的考核评分工作。如在考核的过程中，我们不考核学生对化工热力学公式的死记硬背，而是考核学生是否掌握了公式理论的应用场合条件，理解了各种符号的含义，能否明白推导步骤和过程，考核学生的推理、演绎能力等。

总之，从以上几方面入手，对化工热力学的教学工作有了更进一步的认识，以培养高素质化工人才为目的，通过不同教学方法的体验，激发了学生的学习兴趣，灵活运用化工热力学的理论知识解决实际问题的综合实践能力。

【参考文献】

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如何激励研究生的创新意识，锻炼和培养研究生的创新和研究能力，是研究生教育改革的重要课题之一。当前，传统的接受式教学模式面临巨大的挑战，这种教学方式的特点是：教师在讲台上讲授，学生在台下做笔记，学生被动地接受知识，这种传统的单向灌输式教学方式，无法调动学生学习的积极性和主动性，学生往往在没有压力的状态中学习，教学效果不佳。本科生相比，研究生身心已较为成熟，思维活跃、求知欲望和实践意向都较为强烈，若还是采用传统的灌输式教学，注重结论和公式的推导，而这些结论和公式到底有何作用，学生常常并不清楚，学习积极性不高，教学效果事倍功半。学生缺乏研究创新，不能很好地解决实际问题，是传统教学模式最大弊端，有的研究生在进入论文阶段后不清楚科研论文如何写作，对科学问题的敏感性不强，将文献的阅读变成简单的课程学习，科研能力、创新能力都不强，专业课程内容呈老化，教学特点日益淡化，甚至浪费了课程学习阶段，因此，有必要对研究生的课程，尤其是专业课程的教学方法和教学理念进行改革，引进国内外先进的教学方法和教学理论，提高研究生的科研能力和创新能力。

研究性教学模式是在综合美国布鲁纳的“发现学习模式”和瑞士皮亚杰的“认知发展学说”基础上构建的教学模式，主要强调它在与工程实践结合较紧密的专业课程中的应用，是一种培养创造性人才的新途径。因为学生学习的过程与科学家的研究过程在本质上是一致的，因此学生应像“科学家”一样，以主人公的身份去发现问题、分析问题、解决问题，并在探究过程中获取知识、发展技能、培养能力，特别是培养创新能力，发展自己的个性。研究性教学将科学研究的思想和过程融入课堂教学中，鼓励和带领学生从课本固有知识框架中走出来，勇敢且智慧地去发现未知，帮助学生形成自己对某一事物的分析路径和独特观点。

《高等工程热力学》是动力机械、制冷与低温工程、工程热物理、化工等与能源相关专业研究生的重点基础课程，其理论对高效利用能源、节约能源以及开发新能源有重要的指导意义。其主要教学内容包括热力学理论基础、流体工质的热力性质计算、多组分系统热力学和相平衡、管内气体流动热力学。其教学目的是让学生更深刻地理解热力学三大定律，以及用热力学知识去解决问题的方法。从以往的教学情况看，学生普遍反映理论较难理解，课程实用性不强，学习兴趣不高。针对这种情况，笔者结合研究型教学的特点进行以下方面的尝试。

一、改变教学手段，传统教学模式和课堂讨论式教学相结合

《高等工程热力学》是本学院研究生的专业基础课程，一些必要的理论和方法需要通过传统教学模式教授给学生。在讲授过程中，针对以往学生提出的实用性不强的问题，在讲解某一理论的时候，更侧重该理论及方法的应用背景，让学生在结合使用背景去理解理论知识，达到事半功倍的效果。课堂讨论则是研究型教学的一种方法，研究导向的教学模式侧重于营造情境，提出问题，引导学生独立思考，形成自己的观点，而不在于给学生提供权威性的标准答案。在进行传统教学的一个阶段结束之后，进行一堂课堂讨论，一方面，有利于加深学生对所学知识的理解；另一方面，也可以提高学生对问题独立思考的能力。但组织课堂讨论，要注重讨论内容的选择，过难或过于抽象的问题会使学生丧失兴趣和信心，导致冷场。在课堂讨论过程中，教师要始终把握讨论的重点和方向，不致偏题，对于学生提出的观点，教师要给予适当的点评和鼓励，指出其不足，并引导讨论逐步深入进行。同时为了避免同学在课堂上提出的问题比较空洞、缺乏一定的论据，在课堂讨论的前二周时间会给学生布置下去题目，让学生在课下进行查阅资料并归纳总结，最终在课堂上提出自己有理有据的论点。

同时笔者鼓励学生自由思考、标新立异，引导学生在已有的学习和生活经验基础之上形成假说。比如，在进行“准平衡过程和可逆过程”这两个基本概念的课堂讨论中，有很多同学提出了对这两个概念自己的理解，对原有的概念提出了质疑。同时通过课堂讨论，大家也更深刻地理解了在经典热力学中为什么要引入这两个概念。

二、完善课程内容，追踪研究领域的最新进展

学生要完成研究型的学习，单靠一本教材是不可能完成的。所以笔者在教学的过程中，针对某一部分教学内容，笔者经常是结合着国内外最新的研究文献或者硕博论文进行讲解，同时附上参考文献。在整个课程的讲解过程中，笔者共引用了10余本书，并对其进行简短评价，学生可以根据自己的兴趣和研究方向，有重点地对这些参考书和文献进行深入的研究。研究生阶段学生对研究领域内的所有未知充满好奇，通过对本领域最新进展的学习，可培养学生创造性思维的意识。科研工作如果缺少创新性，则研究的价值就不能体现出来。因此笔者在授课过程中，一方面介绍当前研究的热点问题，比如说开发环保型工质的问题、先进联合循环的问题、不可逆热力学中有限时间热力学的问题等。同时还给学生介绍本专业的一些高水平期刊，比如说《Progress in Energy and Combustion Science》、《Microscale Thermophysical Engineering》等。让学生追踪本学科领域的最新研究进展，开拓自己的思路和视野。

三、改变评价体系，考核形式多样化

过去的考试体系往往是一卷订终身的形式，教学围绕考试转。最终考核的不是学生的综合能力，而是学生的记忆能力。因此笔者和课程组其他人员讨论，拟定采取“小组作业”和“个人作业”相结合的考核方式。小组作业一般由6～8人分工完成。在学期初期就将学生分组，每个小组的题目不同，要结合所学的内容和研究专题去确定题目。小组成员要定期进行讨论。在小组研究过后，需要撰写科技类的小论文，字数一般为3000字左右。之后，由小组成员分工把主要内容采用适当的形式（多采用PowerPoint）讲解出来，其他小组的成员和教师会就作业内容提出问题。小组作业一般占个人总成绩的40%，个人作业占个人成绩的60%，其由期末考试、平时讨论发言情况成绩组成。期末考试改变过去闭卷考试的形式，而采取开卷考试的形式，试题题目侧重于运用知识去解决实际问题的方法，而不再是公式的死记硬背。

通过这种考试形式的改变，在很大程度上调动了学生主动学习的积极性，对高等工程热力学产生了浓厚的兴趣。“小组作业”的形式改变了过去学生只是一个人闷头拿着教材看和学的状态，注重和组内其他人的交流，加强合作意识。同时小组的经常讨论，也使得每个学生都得到了表达自己的机会，使学生的表达能力得到了加强。而科技论文的撰写，是研究生今后从事科研的必备能力，因此课堂上科技论文的撰写是其练兵的过程。这大大地激发了学生的学习兴趣，同时也鼓励学生的创新思维。

研究型大学培养的研究生更应该具有创新意识，因此在研究生专业基础课上进行研究型教学的探索是非常有必要的，根据笔者进行的教学模式、教学内容和评价体系三方面的改革探索，已经确定初步的成效。但这仅仅是课程改革的开始，在教学模式和教学内容上我们还有许多工作要做，旨在使我们培养出来的研究生都符合知识经济时代对创新人才的要求。

参考文献：

[1]翟亚军，哈明虎．我国研究生课程教学中存在的问题及对策研究[J].中国高教研究，2004，(6)：39-41.

[2]张喜德.研究生专业课程教学改革的探讨与实践[J].广西大学学报(哲学社会科学版)，2006，(28)：65-66.

[3]孙旭峰。有限元法课程中的研究型教学实践[J].高教论坛.2009，(3)：86-88.

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2化工专业英语教学实践改革的方案——专题报告教学模式

在教材中完善的同时，及时更新化工专业英语的教学大纲和课程教授内容的PPT制作。在此主要强调PPT的模块式教学，将课程的教授分成八个系列专题报告，每一个专题可以论述一个具体领域的概况，便于学生更全面地认识化学工程与工艺专业究竟是一个怎么样的行业。结合学生已修过的《化工热力学》、《化工原理》、《分离工程》、《洁净煤技术》、《化工设计》、《石油炼制工程》专业课，尤其是煤化工(煤制油、煤制天然气、煤制甲醇、煤制烯烃)、煤层气综合利用、清洁油品生产、生物质能转化、稀土洁净化生产等领域发展，列举出各个领域中典型的工艺进行介绍，可以更加深刻理解各个工艺过程。比如，专题报告五主要介绍聚丙烯聚丙烯产品的特点和用途，生产工艺的具体流程和特点，以及催化剂的特性。专题报告教学模式(图2)的教学更能提高学生对于前言工艺和典型的认识和熟悉，为学生步入社会和工作岗位奠定一定的基础。

3科技论文写作的初步入门

通常情况下，科技英语论文文章结构严谨，文体形式多样化，如论文、论述、实验报告、教材、专利、说明书等，文章尊重客观事实，多以叙述原理，描述自然现象为主，用词严谨、理论推导多、表达明确、逻辑性强。为此，从化工领域的期刊中(比如，Industrial&EngineeringChemistryResearch.，AIchE，Energy&Fuel等)中选取几篇文章，每篇论文的大体框架基本为题目、作者及地址、摘要、前言、实验部分、结果与讨论、结论、致谢、参考文献等九个部分，然后进行阅读讲解，着重介绍阅读过程中如何迅速把握论文的重点，哪些需要精读，哪些需要略读，在此基础上才能有效提高阅读论文的效率。在熟练阅读的基础上，针对以上的论文框架，展开具体每个部分应该怎样去写，并进行举例说明。每讲完一部分，需要给出一个题目，要求同学们一起来讨论并给出一个具体的写作方案，这些全部都要求学生在课堂上完成，这样便于及时消化内容，达到趁热打铁的效果。在学期末组织学生模拟参加一次国际学术会议，将课上的同学分成几个大组，各组的学生可以在课下利用课余时间搜集一些针对化工领域的相关材料，亲自动手组织和编写材料，制作PPT，并与其它组的学生进行交流和讲解，这样既能使学生及时了解当今世界最新科技动态，又能将本人在专业领域研究的新成果和新思路直接与同行进行交流。这样也可以打破传统的以教师为主的劣势，充分发挥学生的主观能动性和团队协作能力，从读、写、讲上突破自我，更加适应专业英语对于化工专业人才的培养。

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1 前言

利用水合物进行气体分离是一门新颖的学科。水合物法分离气体是基于各种气体形成水合物的压力差别很大，控制压力使易生成水合物的组分发生相态变化（从气态到固态），因此通过形成水合物易进行某些气体分离，如甲烷和乙烷、甲烷和乙烯等。与超临界萃取、深冷分离和冷冻结晶分离相比，水合物的生成条件温和、能耗低、分离效率高而且对环境无害，具有广阔的应用前景。

利用水合物进行气体分离就必须对水合物的相平衡条件进行深入的研究，气体水合物相平衡热力学主要解决气体水合物形成和存在的温度、压力条件，预测已知状态系统是否可形成水合物。其理论依据主要是多相系统相平衡理论，而这要涉及到水合系统所有相中每一组分化学势（逸度）的计算。因此，建立所有物质在每一相中的化学势（逸度）模型是气体水合物相平衡热力学的主要任务。

2 热力学预测模型的分析

根据相平衡准则，平衡时多元混合物体系中的每个组分在各相中的化学势相等，采用水（W）作为考察组分，即：

由上式可知，预测水合物生成条件的理论模型可分为水合物相和富水相的热力学模型两部分。

范德瓦尔-普朗特根据水合物晶体结构的特点，应用统计热力学方法结合兰格缪尔气体等温吸附理论，推导出如下的表达式：

C为客体分子j在i型空穴中的兰格缪尔常数；

NC为气体混合物中可生成水合物的组分数目。

以后针对ijC的计算，又提出了多种对此模型的改进，主要有：Parrish-Pransnitz模型，Holder-John模型，Ng-Robinson模型和Du-Guo模型等。

Chen-Guo模型

1996年陈光进和郭天民提出了一个完全不同于范德瓦尔-普朗特模型的全新的水合物模型。

Chen-Guo认为水合物的成核过程同时进行着以下两种动力学过程。

准化学反应动力学过程：气体分子和水络合生成化学计量型的基础水合物。

吸附动力学过程：基础水合物存在空穴，一些气体小分子吸附于其中，导致整个水合物的非化学计量性。

在第一个过程中，溶于水中的气体小分子与包围它的水分子形成不稳定的分子束，分子束的大小取决于气体分子的大小，一种分子只能形成一种大小的分子束。分子束实际上是一种多面体，它们缔合过程中为保持水分子四个氢键处于饱和状态，不可能做到紧密堆积，缔合过程中必然形成空的胞腔，称其为连接孔，这就是水合物中另一种大小不同的空穴。这一过程可由下面的反应表示：

对范德瓦尔-普朗特模型的改进主要集中于兰格缪尔吸附常数计算方法的改进，但结果始终不能令人满意，笔者认为，这是因为这些模型都是以统计吸附理论为基础，范德瓦尔和普朗特在最初提出该模型时，假设水化物生成过程服从兰格缪尔等温吸附理论，但事实证明这种假设过于简单，水合物生成机理极其复杂。这也正是Chen-Guo模型优于范德瓦尔-普朗特模型的原因。ChenGuo认为水合物生成过程同时存在着两个动力学过程，以此理论为基础得到的模型其计算结果与实验数值符合得较好。上述七种理论模型的精确度依次为：Chen-Guo>DuGuo>NR>HJ>PP>VDW。

更重要的是。Chen-Guo模型形式更为简单，避免了较难直接计算的化学位，因此也就避免了去选择一些易于造成混乱的基本参数，计算更为简便，总之，比起范德瓦尔-普朗特系列模型，Chen-Guo模型更适用于工程技术人员进行工业计算。

4 气体水合物热力学模型的修正与改进

综合上述各种模型的优点，结合实际工业需要，本文以Chen-Guo模型为理论基础，引用Nasrifar的混合规则，并且考虑了气体溶解度的影响，对Chen-Guo模型进行了改进。

由前述可知，对混合气体而言，ChenGuo模型的相平衡准则为：

该模型假设液相中的电解质、醇类和溶解气三者相互之间没有影响。

5 模型考核

为了证明本模型的预测能力，应该用本模型的预测结果和实验数据相比较，本模型即可预测平衡温度又可预测平衡压力，当考核预测温度的准确性时，采用温度的统计平均绝对误差（AATD）来表示。AATD按下式给出定义：

式中NPTS代表所取的点数。

压力的平均误差百分数（AAPE）由下式给出：

本文首先利用该模型预测甲烷在电解质（NaCl、KCl、CaCl）溶液中生成水合物的能力，然后将计算值与实验值相比较，见下表2，从表中可以看出计算值与实验值符合的比较好。

6 结论

本文对水合物相平衡热力学模型进行了总结和改进，将测试温度以冰点为分界点划分为两个区域，在不同的区域采用不同的方法计算水的活度。可以预测含醇或/和电解质溶液水合物的相平衡条件，考虑了气体在水中溶解度对水合物相平衡条件的影响。论文还对水合物气体分离技术进行了阐述。

参考文献

[1] Van der Waals，J.H..Clathrate solutions. Advances Chenical Physics，1959

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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）20-0151-02

一、引言

《化工分离过程》是武汉大学能源动力学科化学工程与工艺专业开设的研究生专业课程。该课程特点是综合性强、内容广泛，包括化工实际生产中多组分物系分离过程的原理、流程、计算、应用以及相关领域的前沿研究。要求学生掌握各主要分离过程的基本原理、特性分析、操作特点、简捷和严格计算法、应用以及研究进展等。虽然学生在本科阶段已经学习了《物理化学》、《化工原理》等基础课程，但由于分离过程所涉及到的化学工程基础知识点较多，经验性知识内容较多，而新的分离技术与分离装置又不断出现[1]，学生学习有一定难度，因此，如何组织好这门课的教学至关重要[2，3]。本文根据研究生课程《化工分离过程》教学的特点，对该课程教学存在的问题进行了总结，结合研究生课程教学实践，深入研究教学方法，并提出了课程教学的改革方案。

二、课程现状及存在的问题

1.课程概况。本课程第一章为单级平衡过程，主要讲述相平衡，多组分物系的泡点和露点计算，闪蒸过程的计算。第二章为多组分多级分离过程分析与简捷计算，涉及设计变量，多组分精馏过程，萃取精馏和共沸精馏，吸收和蒸出过程流程，萃取过程。第三章为多组分多级分离的严格计算，包括平衡级的理论模型、逐级计算法、三对角线矩阵法。第四章为分离设备的处理能力和效率，主要为气液传质设备的处理能力和效率、萃取设备的处理能力和效率、传质设备的选择。第五章为分离过程的节能，分离的最小功和热力学效率，精馏的节能技术，分离顺序的选择。第六章为其他分离技术和分离过程的选择，主要为膜分离技术、吸附分离、反应精馏、分离过程的选择。教材选择为陈洪钫、刘家祺编《化工分离过程》（化学工业出版社，2006年），参考教材选择勒海波等编著《化工分离过程》（中国石化出版社，2008年），贾绍义、柴诚敬主编《化工传质与分离过程》（化学工业出版社，2001年），以及蒋维钧编著《新型传质分离技术》（化学工业出版社，2006年）。

2.教学面临的主要问题。（1）内容多，学时少。“化工分离过程”具有知识点多、复杂例题多、图表公式多等特点，传统的教学以板书为主，重要内容、公式推导以及例题讲解都不便，教学效果不理想。同时随着化工分离过程新技术的出现，要求研究生更加重视新知识、新理论，这些要求与较少的课程学时形成冲突[4]。（2）教学内容落后。随着学科和新技术的发展，化工分离过程理论也应不断完善。当前课程教学内容很多都已落后，而且对于本学科的前沿思想、理念、方法未得到重视。早期的教学大纲和教材不能满足学生目前所学所用[3]。（3）教学评价机制不完善。考核评价单一且不完善，传统的考核方式通常以单一的期末闭卷考试为主，教学效果和学生对课程的掌握程度主要通过期末理论考试成绩来评价。这种单一评价学生成绩的考核方式不适应《国家中长期教育改革和发展规划纲要》的要求，也不利于学生的全面综合发展。（4）教学方法单一。化工分离过程的原理和结构复杂，依靠传统教学方式获得的信息很抽象，学生难以理解，而且教学方式过于单一，学生较难理解工作原理。当前已经跨入网络时代，但专业课的教学远远没有利用先进网络技术，仍然停留在教师讲授、学生习题的状态。学生的创造性和积极性难以被激发出来，导致教学效果欠缺。

三、教学方法改革与实践

1.优化并整合教学内容。合理安排教学内容，在有限的学时数下，尽量保持教学内容的系统性和完整性。化工分离过程仅有36个学时，如何选择教学重点以及教学方法，对提高本课程的教学效果十分重要。目前现有课程内容设置与化工原理、物理化学、化工热力学等课程具有一定的重复性。通过认真比较，教师对教材内容进行了优化与整合。

我们采用的主教材为陈洪钫、刘家祺编《化工分离过程》，由于本专业研究生本科期间未修《化工热力学》，故将第二章作为讲述重点。此外，增加新型化工分离技术，将超离子液体、膜分离、双水相技术等典型工程案例引入教学中，使课堂教学更具有现实性和新意。减少与化工原理内容的重复，对化工原理教材中已涉及到的内容如双组分精馏、吸附和结晶等安排自学，重点讲解多组分体系的工程计算，将有关基础及计算机应用在藕合与集成过程设计中体现出来，培养学生利用化工单元操作的基本原理解决实际复杂体系分离问题的能力。由于每章授课时间只有3～4学时，我们将课程重点放在分离技术合理选择、分离过程优化设计上；且根据具体产品的生产方法，结合化工原理、反应工程、化工热力学，从工程、经济、环保等角度出发，讲授专业知识。

2.多元化教学方式相结合。化工分离过程涉及大量单元过程及分离设备，需要较多的图表表述，传统的教学方法中，图形的表述形式和内容受到局限。因此通过多媒体课件、板书及视频相结合改进教学效果。

一方面，采用多媒体教学可充分利用电子课件、动画、视频等将其知识直观表述，为学生提供真实的情景教学环境，把化工分离过程中复杂内容简单化，抽象内容具体化，枯燥内容形象化，不仅激发了学生的学习兴趣，同时也丰富了课堂教学内容，提高了教学效率和效果[2]。充分利用网络资源如动画和录像，改善了教学媒体的表现力和交互性，促进了课堂教学内容、教学方法、教学过程的全面优化，从而提高了教学效果[1]。例如讲解甲醇生产装置工艺设计等。另一方面，传统板书在教学中也起着至关重要的作用。公式推导、逻辑计算与微观原理的分析，需要板书与PPT结合，引导学生的思维。此外，在教学过程中还采用了对比式教学方法，例如，双组分精馏和多组分精馏，简捷计算法和严格计算法，共沸精馏和萃取精馏，操作型计算和设计型计算等。

3.课堂讨论教学。研究生课程的教学应更加深入地采用师生互动的方式而非传统的本科生课程教学方式。讨论课的一种方式是当讲授到课程的重难点时，加入讨论环节，把重要问题提出来，先让学生分组讨论，然后教师再针对重点和难点进行细致讲解。这样可充分调动学生的积极性，加深了学生对知识的理解，也加强了学生知识体系的完整性。例如在讲多组分精馏时，教师在介绍完两个极限条件及进料位置的选取后，让学生讨论简捷计算方法的步骤和应用，并与二组分精馏进行对比分析。另一种方式是教师根据每章主要内容，列出讨论选题提前发给学生。本课程的讨论课设置了不同专题，例如超临界流体萃取、反胶团萃取及双水相萃取，液膜分离技术，特殊精馏过程分析，新型吸附技术、新型膜分离等。每人自选一题，要求学生查阅国内外最新文献并制作PPT。每人陈述20分钟，其他同学和教师对其论题进行提问，由该同学负责回答。讨论结束后，教师评价该同学的陈述情况，并提出建议。教师从学生的讲述中可基本了解其掌握知识的程度，查阅资料的多少，其他学生通过该生的陈述，也扩展了知识面。通过开展讨论式课堂教学，极大调动了学生的主观能动性，取得了很好的效果。

4.课堂教学与课题研究相结合。如何提高研究生的学术研究能力是研究生培养的关键。武汉大学能源动力学科化学工程与技术专业是由电厂化学专业发展而来的，主要培养面向电力能源行业尤其在电力生产用水处理方面的从业人员，因此在教学过程中如何提高研究生解决问题的能力显得尤为重要。在加强学习理论知识的基础上，教学中要求研究生对学科前沿加以关注，根据导师的研究方向，了解化工分离过程在该研究方向上的发展及应用近况，撰写文献综述，同时通过查阅大量文献资料，获取化工分离过程最前沿的知识，不断提高理论水平。

5.改革考核评价方法。建立多元化、规范化的研究生专业课程评价体系。本课程有针对性地改革了考核方式，重点考察研究生掌握知识的能力，如：采用开卷考试、专题研讨和课程论文相结合等方式，注重考核研究生将所学知识融会贯通，应用于解决实际问题的能力；指导研究生撰写课程论文，促使其查阅大量文献资料，了解学科发展前沿，拓宽知识面。通过考核力求提高研究生分析问题和解决问题的能力，激励学生重视和积极参与学习的全过程，把能力培养、知识传授和素质教育融为一体。本课程将考核进行细化，分成以下四部分：期末开卷笔试成绩占40%，专题汇报占25%，课程论文占25%，平时表现10%。

四、结语

工科研究生专业课程的教学目的在于学以致用，需要通过有效的教学环节保证学生掌握必要的课程知识要点，并学会将之运用于分析解决实际问题。本文作者经过近几年对研究生课程《化工分离过程》教学方式的探索与实践，通过优化整合课程内容，采取多元化教学方式，能够有效改善传统教学方法上存在的诸多问题，调动学生的学习兴趣和主动性，从而提高课程的教学效果，并且能使学生在其他方面得到提高，全面提升专业素养。

参考文献：

[1]曾涛.《化工分离过程》教学中提高学生工程能力的探索研究[J].广州化工，2014，13（42）：216-217.

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物理化学是从研究物理变化和化学变化的联系入手，探求化学变化的基本规律的一门科学。其内容除涉及无机化学、有机化学、分析化学的知识外，还与物理学、高等数学和生物化学等知识密切相关，是医学检验、药学、药剂、制药工程专业基础课程和专业课程之间的桥梁和纽带［1］，对于学生科学思维、综合专业素质的培养与提高起着至关重要的作用。但对医学院校的学生来讲，物理化学具有理论性逻辑性强、内容抽象、公式多且推导过程繁杂等特点［2］，加之教学改革引起课程调整后，课时少、内容多的矛盾比较突出，因此在教学过程中学生往往觉得枯燥、难学，缺乏学习兴趣，教学质量难以提高。为改变现状，我就增强学习效果、提高教学质量进行了深入思考，并在物理化学课程的教学实践中加以尝试，取得了较好的教学效果。

1.理论联系实际，持续激发学生学习热情

物理化学理论抽象、概念和公式较多，如果在授课时仅仅教会学生如何应用概念、公式去解题，学生往往就会感到既难学又没有实际应用价值，缺乏学习热情。因此，要提高学生学习物理化学课程的积极性，在教学中就应注重理论联系实际，将抽象的物理化学原理与专业知识结合起来，特别是通过一些精选的案例来说明学好物理化学对搞好专业学习的重要性，以此激发学生学习兴趣，提高学习热情。如：在热力学章节中，介绍可应用化学热力学的知识来确定药物合成的反应路线，判断和分析反应的可能性；在相平衡章节中，介绍可以利用熔点来检测药物的纯度，根据低共熔相图固体分散物知识来改良剂型提高药物在体内的吸收［3］；在电化学章节中，介绍可应用电化学知识进行药物的合成和杂质分析；在化学动力学章节中，介绍化学动力学在药物吸收、代谢等，以及药物的贮存期和稳定性等方面的广泛应用［4］；在表面现象章节中，介绍开发治疗胆结石的新药研究；在胶体章节中，介绍利用胶体粒子带电的特性通过电泳方法分离体液来判断人体的某个器官是否病变等。

2.结合专业特点，不断优化教学内容

物理化学作为药学等专业的重要基础课程，教学改革后课时少、内容多的矛盾尤为突出。因此，在授课中应根据教学对象的专业特点，按照“实用为先，够用为度”的原则对教学内容进行调整优化。一是避免教学内容重复。在教学实践中，在不影响知识系统性的前提下，将无机化学所讲授的与物理化学内容相同的部分略讲或不讲［5］。比如体系与环境、热和功、反应速率与反应级数等概念，以及盖斯定律的应用、平衡常数与浓度计算、能斯特方程等基本计算，两门课程中的这些内容基本相同，因此物理化学的讲授应注重以上知识的理论依据而不是理论的应用，这样既避免了重复教学又使学生明确了学习重点，用较少的课时取得了较好的教学效果。二是降低理论深度。如化学热力学部分，不讲述热力学函数之间的关系，强调热力学的研究方法，注重宏观的始终态的变化和理想化的研究；多组分体系的热力学函数关系突出实际应用中一加一不等于二的现象，并作为难点进行讲授；相平衡部分主要涉及单组分、双组分、三组分的液相体系研究；化学动力学部分教学重点在于简单级数反应的速率方程的特点及温度对反应速率常数的影响，复杂反应和催化反应则略讲，反应速率理论不做讲授；电化学部分主要集中在溶液理论及应用，对化学电池则可简单介绍热力学函数与电池电动势的关系。表面现象侧重于溶液体系，双电层理论不做要求；大分子溶液主要掌握一些概念和应用。三是革新实验内容。长期以来在物理化学实验教学中，大部分实验为注重训练学生实验操作和学习有关数据处理方法等方面能力的实验，与学生所学专业联系不紧密。因此，要真正增强物理化学教学总体效果，就必须对实验教学内容进行大胆的改革。一方面精简一些内容重复的实验。如在测定反应速率常数的实验中，可舍去乙酸乙酯皂化反应和H2O2分解反应速率常数的测定，而只做旋光法测定蔗糖转化反应速率常数实验［6］。另一方面改进一些与专业联系不紧密的实验。如利用凝固点降低法测量萘的分子量的实验可改为测量葡萄糖的分子量，同时还可利用该实验的原理和方法测定中药注射液的渗透压等［7］。

3.紧贴教学实际，不断改进教学方式方法

教学中，要结合不同的教学内容和学生实际，适当采用不同的教学方式或方法，增强教学效果、提高教学质量。一是深入剖析基本概念和重要定律。在课堂讲授中，应对一些重要的基本概念和定律首先给出准确的概念，然后由浅入深、由表及里逐步展开，使学生理解透彻。如在讲热力学能时，首先明确给出热力学能的定义，其次讲述热力学能的性质及决定热力学能的因素，最后总结出正确理解热力学能要注意的几个方面。二是将理论深、逻辑强、抽象难懂的内容直观化、实用化和简单化。根据学生的思维特点、接受能力及培养目标，将一些抽象、理论性逻辑性较强的概念、定律及公式用文字、图、表等方式形象、直观地表现出来，降低难度和深度，并加以对比、归纳和总结，将学生注意力转移到公式、定律的适用条件、应用范围及相关物理意义上来，帮助他们掌握理解、融会贯通、加深记忆。三是合理使用现代化教学手段增强教学效果。传统的板书加讲授的教学模式，对于物理化学课程中理论和公式的教学效果较好，学生能跟上讲课节奏，理解深入、记忆深刻。但是物理化学是一门实验性学科，有些教学内容用传统教学方式很难表达或无法生动直观地显示出来。而多媒体作为一种现代化的教学手段具有利用图、文、声、像来创设生动教学情境，使抽象的教学内容具体化清晰化的特点，能有效克服传统教学方式的弊端，大大增加课堂信息量，从而提高教学效率，增强教学效果。因此授课中要结合教学内容，合理运用多媒体和传统教学手段，充分利用其优点增强教学效果、提高教学质量。

参考文献：

［1］田青平，丁红，邢桂琴.物理化学在药学中的作用［J］.山西医科大学学报（基础医学教育版），2003，5（4）：360-361.

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［5］黄宏妙，程世贤，戴航等.药学专业物理化学课程教学体会［J］.Journal of Guangxi Traditional Chinese Medical University，2008，11（2）：108.

篇（7）

余热锅炉是指那些利用工业过程中的余热以产生蒸汽的锅炉，借以提高热能的总利用率，降低燃料消耗指标，降低电耗， 以获取经济效益。在一个典型的燃煤燃气电厂或者化工厂中，存在很多高温热源。可以通过蒸汽或其他如氟利昂、轻质烃之类的工作流体，回收过程中产生的或剩余的能量。对锅炉和冷凝器采用较大的换热面积，可以增加系统的动力输出。但是，在功率回收和换热器的投资成本之间存在一个折中平衡。

一、锅炉烟气余热利用的研究背景和意义

我国是一个以火力发电为主要电力来源的国家，截至2012年底，我国的电力总装机容量达到了 11.45亿千瓦，其中火力发电装机容量占到71.55%，火力发电量占到了全国发电总量的78.57%，如图1-1所示。我国的火力发电以燃煤为主，煤电装机容量7.58亿千瓦，占火力发电装机总容量的92.55%。我国的燃煤电厂为全国提供了将近80%的电能，但也消耗了全国将近60%的燃煤和20%的工业水，排放出约占全国总量45%的SO2、50%的NOx、和48%的CO2。

电站锅炉是燃煤电厂能量转化系统中最基本也是最重要的设备之一，电站锅炉是否节能会直接影响燃煤电厂的整体性能、进而会对全国的节能减排战略产生重要影响，因而意义重大。目前我国的电站锅炉排烟温度普遍高达120-140℃，锅炉效率90-94%，供电效率35-43.6%，供电标准煤耗350-282g/kW・h。在锅炉的各种热―损失中，排烟热损失占锅炉总热损失如一半以上，按照国家质量技术监督局的《烟气余热资源量计算方法与利用导则》计算，我国的低温烟气余热资源量达0.7亿吨标煤。.如果能回收电站锅炉烟气余热，使锅炉的排烟温度降至60-80℃，锅炉效率将会提高2-4个百分点，供电标准煤耗下降2-5g/kW・h，年节约标煤约1000-2000万吨；同时电厂排放的热量减少，可以大大降低环境热污染，减轻热岛效应；而由

于节能减少了煤炭消耗量，烟气中的SOx和NOx等有害气体以及CO2的排放量也会大大降低。总之，锅炉烟气余热利用具有节能、节水、减少CO2及其它有害气体排放等综合作用，具有巨大的经济和社会效益，对我国的节能减排战略而言具有重大意义。

二、余热系统最优化条件的建立

燃煤电厂的主要任务是实现能量转换，即通过燃烧将燃料中的化学能转化为热能，热能被水吸收转化为蒸汽的热能，然后通过汽轮机转化为机械能，最后由发电机转化为电能，燃煤电厂的主要设备包括锅炉、汽轮机和发电机等系统。中国燃煤电厂的排烟温度普遍高于设计值，因此有必要采取措施回收烟气中的余热资源。常用的方式是在锅炉的尾部烟道布置低温省煤器，利用烟气余热加热凝结水，从而达到降低排烟温度、节能降耗的目的。回收锅炉侧的烟气余热利用于汽机侧回热系统的方式具有较好的可操作性和较高的经济性。

三、集成低温省煤器的常规烟气余热利用系统

低温省煤器布置在锅炉尾部烟道中，结构与常用的省煤器类似，其中的介质是从汽轮机回热系统的低级别回热加热器中引出的低温凝结水，水侧温度较低，因此被称为低温省煤器。运行时一般从某级回热加热器引出部分或全部凝结水，送入低温省煤器中，凝结水在低温省煤器中吸收尾部烟气的余热，使排烟温度降低，凝结水自身温度被提高后返回相应的较高级别的回热加热器入口处，重新进入回热系统。因此低温省煤器代替了部分汽轮机抽汽的作用，可以排挤这部分汽轮机抽汽继续在汽轮机中膨胀做功，增加汽轮机的总功量，在入炉燃料量不变的情况下，增加机组总出功，提高电厂经济性。

四、锅炉烟气余热利用系统水侧优化

在烟气余热利用系统凝结水侧，低温省煤器与回热系统的联结方式以及排挤抽汽的级别不同都会对余热利用的效果以及运行的可靠性造成影响。就低温省煤器联入热力系统的实质而言，联结方式只有低温省煤器串联入回热系统和低温省煤器并联入回热系统两种方式；若考虑到换热温差、节能效果等方面而选择排挤不同级别的抽汽，低温省煤器联入热力系统的具体联结方式可分为串联、单级并联、跨级并联以及串并联混合等方式。联结方式不同，节能效果可能具有很大差异，因此根据实际工况以及系统参数选择合理的集成方式尤为重要。

1.烟气余热量计算

在对锅炉受热面进行热力计算时，需要计算空气和烟气的洽值。

要进行锅炉受热面的传热计算，必须知道如何计算空气和烟气的洽值。此处空气和烟气的洽的含义是：在定压条件下，将1kg燃料燃烧所需的空气量或所产生的烟气量从0℃加热到θ℃时所需的热量。

实际空气的焓的计算式为：

2.热力学节能效果分析

在本论文的研究工作中，利用等效恰降法进行烟气余热利用系统的热力学节能计算。根据等效焓降理论，对于各级抽汽，其等效焓降Hj可归纳为下列通式：

五、结论

本文通过余热量的计算、热力学节能效果分析、余热系统最优化条件的建立以及对锅炉水侧系统的分析有效的利用回收热能。

从热力学分析来看，低温省煤器回收的热量在满足限制条件的情况下排挤更高能级的抽汽能获得更好的节能效果。但同时，烟气余热回收系统与汽水系统的集成要受到回热系统中凝结水温度和流量等条件的约束。

从热力学分析角度，低温省煤器串联方案的节能效果等同于与相应回热加热器并联的方案；而跨级并联方案的节能效果介于与前后两级回热加热器单独并联的两个并联方案的节能效果之间。

从流体力学分析角度，并联方式不会增加新的压头损失，而串联方式需要增加辅助泵提供额外压头。并联方案更适用于在电厂原有热力系统的基础上进行余热利用改造。

篇（8）

Two Opinions about Chinese National Standard GB 7484-87

CHEN Jian-mei GU Hao

（School of Petrochemical Engineering， Changzhou University， Changzhou Jiangsu 213164，China）

【Abstract】Owing to the sensitive， simple and rapid peculiarities， the fluoride ion-selective electrode method in water quality， waste water， etc has been used extensively. After the publication of Chinese National Standard GB 7484-87， there were also literatures published on the study of this method. Produces different with GB 7484-87 were compiled in the textbooks of the elemental chemistry experiment in universities. It was appeared that there were a lot of works needed to do to accelerate and generalize the application of the above standard. Furthermore there exist some problems of the terms and basic principles about the mentioned standard. For generalizing and accelerating the application of this standard， two opinions were put forward and these would be discussed and deliberated with craft brother academically.

【Key words】Fluoride ion-selective electrode method；Electromotive force of cell；Modified Nernst equation；Equilibrium potential；Steady potential

c0 引言

在水质 、生物化学、医学药物、食品、岩矿、冶金炉渣、废水、大气等环境保护等各领域需要测定氟含量，由于氟离子选择电极法具有灵敏、简单、快速等特点而得到广泛应用。

已经对离子选择电极法测定水中的氟含量进行过较多研究[1-5]，并且入选为高校分析化学教材[6-13]。国外已公布离子选择电极法有关的标准[14-15]，国内也公布过离子选择电极法测定水质中氟化物的国家标准[16]。 虽然标准[16]早己在1987年公布，而且该标准的可操作性和分析结果的可靠性方面都是不错的；但从上列论文及教科书的内容来看，还有不少推广应用工作要做。此外在术语和基本原理方面也存在一些问题，本着促使该标准能更好推广应用的愿望出发，根据百家争鸣的方针，提出两点意见，在学术方面和同行们探讨、商榷并提出相应的建议。

1 标准[16]的原理部分作了如下描述

“根据Nernst方程式，温度在20-25℃之间时，氟离子浓度每改变10倍，电极电位变化58±1mv。①

当氟电极与含氟的试液接触时，电池的电动势E随溶液中氟离子活度变化而改变（遵守Nernst方程）。当溶液的总离子强度为定值且足够时服从关系式（1）：

E = E-（2.303RT /F） logc■ （1）②

E与logc■ 成直接③关系，2.303 RT /F 为该直线的斜率，亦为电极的斜率。

工作电池可表示如下：

Ag|AgCl，Cl-（0.3mol/L），F-（0.001mol/L）|LaF3||试液||外参比电极。④”

从上述原理部分可见其理论基础是Nernst方程，即该测量是满足热力学的平衡条件的。实际上，该标准在 6.5.2节 一次标准加人法中关于结果的计算的式（2）描述如下：

“s――电极的实测斜率。”

上述描述要求s取用电极的实测斜率而不取用Nernst方程理论斜率，说明该工作电池并不完全遵守Nernst方程，而是近似地遵守Nernst方程；也可说明该工作电池并不完全满足热力学的平衡条件。

在测定过程中，采用电极的实测斜率来处理测定数据无疑是正确的。氟离子选择电极的实测斜率和氟电极的质量、制造缺陷和使用历史等有关；因此氟电极也并不完全具备可逆电极的性能。

2 不完全满足Nernst方程的原因

2.1 工作电池的电动势只符合下列修正的Nernst方程

从IUPAC的关于离子选择电极法的文件[14]可知：

工作电池的电动势并不是完全符合理论上的Nernst方程；实际上它只符合下列修正的Nernst方程，该修正的Nernst方程定义为：

E = 常数 + [2.303×R×T/（zA×F）]×lg [aA + kpotA，B （aB）■ + kpotA，C （a■）■ ---]

E――实测得到电池的电动势（mv）

常数――包括指示电极的标准电位、参比电极电位和液接电位等

R――气体常数，等于8.314 J /（K・mol）

T――热力学温度（K）

F――法拉第常数，等于96487 C / mol

aA和aB、aC――相应地代表被测离子A离子活度和干扰离子B离子、C离子活度

kpotA，B――电位选择系数

zA和zB、zC――相应地代表被测离子A和干扰离子B、C的带正、负号的电荷数在修正的Nernst方程中，已将液接电位视为常数项，将此项包含在常数中；在对数项中还包括 I 种干扰离子的电位选择系数（kpotA，I）。各kpotA，I是从实际体系中测定得到，而不是从热力学理论上推导得到。因此修正的Nernst方程具有经验公式的性质。

2.2 教科书[13]给出电池的电动势方程式：

E电池 =？准SCE -？准膜-？准Ag-AgCl +？准氟电极不对称电位 +？准液接电位；

说明工作电池的电动势中还包括不为Nernst方程中所包含的 ？准氟电极不对称电位。如果可能将此项视为常数，则可将它并入修正的Nernst方程中的常数中。由于具有该项的电池不是可逆电池，因此该电池在热力学上并不处于平衡状态。

2.3 Nernst方程中的a■只有在一定条件下，例如在一定的离子强度的稀溶液中、被测离子不形成络离子时，才可视为和 c■成正比。此时a■和c■两项的比例常数才可并入修正的Nernst方程中常数中。

以上三方面说明工作电池不能完全满足热力学的平衡条件。但它可以存在相对稳定的状态，并近似地、有条件地遵守Nernst方程。

3 假定标准[16]中的工作电池遵守Nernst方程，按电池表示式右边为正极、左边为负极的书写规则，上述电池在25℃的电动势（E）可写成：

E = ？准SCE-{？准Ag-AgCl （[Cl-] = 0.3mol・L-1） + ？准膜（0.001-a■）}

= ？准SCE-{？准°Ag-AgCl + 0.532×s + s × lg（0.001/a■）}

= ？准SCE-？准°Ag-AgCl +2.468 s + s × lg a■

令 K'=？准SCE-？准°Ag-AgCl + 2.468 × s，

则有：E = K'+ s × lga■。

标准[16]的注中给出：“待测氟离子浓度c ≤ 10-2mol/L时，活度系数为1，可以用c■代替其活度a■。” ⑤

当溶液的离子强度一定时活度系数一定，E = K+ s × lgc■。（K中包含活度系数）⑥

4 被测工作电池的电动势测定值的性质

标准[16]中在 6.5.2 节一次标准加人法中，有如下的描述：“在不断搅拌下读取平衡电位值E2”，由此可见标准[16]对工作电池认定是可逆电池，而且体系处于平衡状态；因此对被测工作电池的电动势测定值定性为平衡电位。

然而如上所述该工作电池不能完全满足热力学的平衡条件；它只是处于相对的稳定状态，并近似地、有条件地遵守Nernst方程。显然对于一个未处于热力学平衡状态的体系中的电位称之为平衡电位是不恰当的。可能是受到标准[16]的影响，教科书[6-9]也称该电位为平衡电位；但在教科书[10-12]中称之为稳定电位；应该认为称为稳定电位是恰当的。

5 小结

讨论了用离子选择电极法测定水质中氟化物的国家标准[16]在基本原理阐述方面的有关问题。在理论基础方面它不完全遵守Nernst方程，它遵守修正的Nernst方程。由于分析方法在原理方面忽略了很多次要因素的变化影响以及氟离子选择电极的实际情况并不完全符合可逆电极的条件，严格地讲被测定体系并不处于热力学平衡状态；而是处于相对稳定状态。在这种稳定状态下可以近似地适用的Nernst方程。堤出的两点意见是：

1）在标准[16]中工作电池的电动势写作：E=E-（2.303RT/F）logc■是不妥的。建议（在近似的条件下）写作：E = K'+ s × lga■。当溶液的离子强度一定时，E = K+s×lgc■。（式中：K和K'是不同的常数，s为实测得到的电极斜率）

2）对被测工作电池的电动势测定值采用术语“平衡电位”是不妥的，建议采用术语“稳定电位”。

【参考文献】

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[15]ASTM D 4127-06 Standard Terminology Used with Ion-Selective Electrodes[S].2006.

[16]GB 7484-87 水质氟化物的测定 离子选择电极法[S].北京：国家环境保护局，1987.

注释：

①根据该标准对测定仪器准确度的要求，温度在20-25℃之间，Nernst方程式斜率应为58.2-59.2 mv.

②标准中等号右边的“E”可能是排版、印刷错误.该“E”应取用不同于E的字符，例如常数K'.

③标准中“接”可能是排版、印刷错误。应为“线”.

④根据工作电池书写规则，工作电池应表示如下：

Ag|AgCl， Cl-（ 0.3mol/L），F-（0.001mol/L） |LaF3|试液外参比电极.

标准中前、后两个“||”可能都是排版、印刷错误.

⑤根据分析测定准确度的要求，活度系数至少应准确至±0.01.未查到该数据的出处.

⑥标准中公式（1） 中s× lg c■一项前为“-”号，它符合氟离子选择电极电位的表示式.在工作电池中，该电极是负极，因此工作电池的电动势的表示式应为：E=K'+s × lg c■.

篇（9）

浙江工商大学案例型《高等物理化学》课程改革研究 （xgy12105）项目。

【中图分类号】G642

物理化学作为环境、化学、生物、化工、材料等专业本科生基础课，由于概念多、公式多，学生在学习过程中普遍感到抽象、难学和难理解，厌学倾向比较明显。然而，物理化学中的理论、方法和观念在培养学生创新能力方面又具备其他课程无法替代的作用。高等物理化学作为物理化学的延伸，是研究生阶段的核心基础课之一。因此，根据具体研究方向，改革教学方法，避免满堂灌输式的传统教学模式，重新点燃学生的学习兴趣，对培养研究生科研创新能力至关重要，是未来高等物理化学课程改革的必然出路。

一、我校环境专业研究方向与物理化学的联系

我校环境科学与工程专业具有一级学科硕士学位授予权，经过多年发展，已形成5个特色的学科方向：（1）废水处理与优化控制技术；（2）废物处置与资源化技术；（3）大气污染控制理论与技术；（4）环境功能材料与友好过程技术；（5）环境生物与生态修复技术。这些特色研究方向与物理化学有着非常紧密的联系，物理化学的理论和方法一直被运用到环境保护中。例如：（1）水处理过程、污泥消化处理、热污染控制等许多方面都涉及热化学模拟计算；（2）作为常用的高级氧化技术之一-电化学方法涉及电化学基本原理、内电解、电凝聚、电解氧化/还原及电渗析等物理化学知识；（3）环境功能催化材料涉及热力学和动力学等多方面的知识；（4）吸附剂、表面活性剂等污染修复方法与物理化学中胶体与界面部分密不可分。因此，针对研究生高等物理化学课程改革，必须考虑如何体现课程特色、以何种模式实现研究生科研活动中基础知识再认识以及创新性思维能力的提高等关键问题。

二、环境专业高等物理化学教学设计改革

1.教学内容改革

高等物理化学包括化学热力学、化学动力学、统计热力学、结构化学四大块内容。作为环境专业研究生的基础课程，各部分教学内容应注重突出特色，有所取舍，不能简单重复本科阶段的物理化学教学。针对本校环境专业研究方向和有限的课堂学时，笔者认为，选取化学变化的方向和限度问题、化学反应的速率和机理问题、催化剂结构与性能关系、电化学基本原理和应用作为核心教学内容，有利于吸引学生结合自己的研究课题进行深入的自主学习。

在理论教学的基础上，适当增加1-2个具体实验，通过实践教学深入、形象地理解环境净化技术应用时的物理化学基础知识。

2.教学方法改革

大量的实践表明： 传统的以教师讲授为主的教学模式已经不能适应时代的发展，尤其是抽象性、概括性、逻辑性很强的高等物理化学教学。要培养研究生的科研创新能力，必须激发学生的自主学习热情。因此，改革教学方式，以学生为主体，教师讲授为辅，进行前沿引导式教学为现代高等物理化学教学改革点亮希望。

具体课程安排过程中，可按教师讲授（提出问题）学生互动（解决问题）教师总结点评（基本原理强化）顺序展开教学。改变传统的系统讲授为重点讲授，教师根据学科特色，有侧重地突出物理化学专业知识点的应用和前沿，设置课程研讨课题；学生根据兴趣自主选者课题，课后进行文献调研和归纳，并在课堂上展示学习心得；最后，教师根据学生自主学习情况进行点评，并提出改进的建议。此外，在课堂教学上，应经常以启发式的语言、事例来激励学生，引导他们积极主动进行学习。

三、物理化学教学改革初探

根据教学设计，笔者初步尝试了教师主讲3个专题，提供学生6个课题，辅助1个实验的教学模式。教师主讲内容包括：（1）物理化学在光催化环境净化技术中的应用；（2）物理化学在环境电化学技术中的应用；（3）物理化学中的胶体界面化学。提供学生选择自主学习的课题如下：（1）物理化学与环境保护；（2）光催化体系的反应机制及应用时的瓶颈突破；（3）电化学处理有毒难降解有机污染物的电子转移机理；（4）污水处理中的热力学过程；（5）吸附法处理环境污染物的动力学过程；（6）胶体表面/界面调控与环境污染治理。要求学生学会利用学校图书馆的Web of Science和google学术搜索工具，查阅自选课题相关的文献，主要是主流TOP期刊的论文，在大量阅读文献的基础上，写出能体现课题核心内容和研究亮点的综述。经过这两阶段的学习，学生已基本具备文献查新、科学问题提炼的能力。最后笔者选取环境污染治理的新技术-太阳能光催化处理印染废水为辅助实践教学，通过改变反应条件，观察废水色度变化，既能给学生直观感受，又能通过后续的数据处理，让学生体会到物理化学基本理论的美妙。

本实验中主要涉及物理化学中的阿伦尼乌斯公式：

（1）

其中k为反应的速率常数，可以通过不同时间染料降解动力学进行拟合得到；A为反应的频率因子，对于确定的化学反应为一常数；Ea为反应活化能；R为理想气体常量；T为热力学温度。通过对公式（1）进行对数转换，可以得到公式（2）：

（2）

通过测定不同温度下染料降解的速率常数k ，可以利用公式（2）计算得到反应的活化能Ea；进一步通过有无催化剂的对比实验，可以计算出染料降解反应中添加催化剂对Ea的影响，预测反应过渡态的相关信息，直观而深刻地体会到物理化学基础知识点在实际环保技术中的应用，使理论与实践完美结合，激发学生在各自研究领域重新学习物理化学的兴趣。

四、结束语

总之，物理化学是一门基础理论性和实践性都很强的学科，加强物理化学知识的学习，特别是通过课程解析物理化学基本规律在现代环境保护研究前沿热点的作用，将会有助于我校环境专业研究生从分子本质上加深对本专业和研究方向的认识，促进研究生更快地实现从知识学习到科学研究的角色转变。

参考文献：

[1] 薛云波.环境专业物理化学教学方法的探讨[J].南京工程学院学报（社会科学版）， 2006， 6（3）： 62-64.

篇（10）

1.2优化课程体系，体现厚基础、宽专业的培养特色，拓宽专业口径，淡化专业意识，加强基础教学，培养通才，增强人才的适应能力，提升自我发展能力。首先，新培养方案提高了原来要求的规定修满教学学分，其中适当增加了实践教学学分。学校前两年实施通识教育，不分专业，基础教育课程一致性，后两年体现专业特色，突出学科优势。其次，在专业基础课设置上，强化了四大化学的理论课时与实验课时，同时整合了两个培养方向在《化工原理及实验》、《化工热力学》、《化学反应工程》、《化工设计》、《专业外语》、《仪器分析与实验》、《电工学》等课程的一致性，体现了厚专业基础，宽专业口径的特点，增强了人才强大的理论基础。在专业必修课设置上，既要突出两个方向的特色专业，又要体现我们学校的办学特点，扬己之长，使培养的人才具有特色，满足化工不同行业的需要。因此，我们将两个专业方向的部分特色课程交叉选修。如：石油加工方向选修《煤化工基础》、《洁净煤技术》，煤化工方向选修《石油化学》、《石油加工基础》，使所有的学生，既懂得了本专业的知识，也跨入了另一个相邻领域，扩展了知识面，也强化了就业优势。

1.3重视实践和创新能力培养，锻炼和强化学生实践动手能力，培养学生的创新思维和综合实践能力，最终成为具备实践和创新能力的应用型化工人才新培养方案中，在实践教学环节，除了传统实习之外，引入了仿真教学，综合实验和综合能力素质训练，强化了实践能力的重要性，促进了学生综合能力的提升。在实践教学体系中，金工实习、认识实习、生产实习，为学生提供了广阔的实践平台，我们学校先后与地方6个化工企业及科研院所签订了实习协议，每年都有学生去进行不同类型的实习，同时，我们也鼓励学生到企业委托实践，增强学生理论与实践结合能力的培养。在课设和毕业设计（毕业论文），大胆创新，允许学生参与教师或者企业的科研课题，发散思维，在实践中提升学生的创新能力；鼓励学生积极参与“挑战杯”、“创新实践”、“科技小论文大赛”“资格认证”、各种论文和实验等大赛、以及参与各种培训及调查报告等，提升学生的创新思维，培养创新能力。

在仿真教学环节，学校引入了化工仿真实训软件，提供计算机房，使学生足不出户，在计算机上就可以模拟实际化工工艺路线与实际化工装置，自己动手操作，将理论知识与实际处理问题相结合，既巩固了专业知识，也应用了专业知识，同时提升了动脑和动手能力。在专业实验环节，既体现两个专业方向的共性，也强化了专业方向的特色。比如；石油化工方向学生开设化学工艺学专业实验与石油加工专业实验，而煤化工方向学生开设煤化工专业实验的同时，也进行石油加工实验，这样既淡化了专业方向性，强化了大化工的概念，也使学生在就业中更具备了竞争力。