Тип урока | Изучение нового материала. |
Тема урока | Предмет физической химии. Основные понятия термодинамики. |
Цель урока: | Сформировать понятия о предмете физической химии. Познакомить учащихся с основными понятиями термодинамики. |
Задачи: Образовательные | Рассмотреть предмет физической химии; Изучить основные понятия термодинамики; |
Воспитательные | Воспитание положительной мотивации к обучению и культуры поведения, общения и умственного труда; Воспитание умения работать самостоятельно с применением само- и взаимоконтроля; Показать связь изучаемой темы с жизнью; Воспитание бережного отношения к ресурсам природы. |
Развивающие | Способствовать развитию умения мыслить логически и владеть химическим языком; Развить навыки наблюдения, выявления ошибок, решения разно-уровневых и посильных заданий, умения выделять главное, сравнивать изучаемые факты, логично излагать мысли и делать выводы; Учить размышлять, делать предположения, прогнозировать. |
Методы и методические приемы: | Словесные: беседа, рассказ, объяснение. Практические: наблюдение, определение. Приемы: анализ, сравнение, обобщение. |
Оборудование: | Демонстрационный материал: ПТХЭ Д.И. Менделеева. |
Дополнительная литература: | Аликберова Л.Ю. Полезная химия: задачи и истории. М.: Дрофа, 2005. 187 с. Леенсон И.А. Удивительная химия. М.: Изд-во НЦ ЭНАС,2006.176с. |
План: | Этапы урока: Организационный момент Изучение нового материала 1.Предмет физической химии. 2. Основные понятия физической химии. 3. Объекты изучения термодинамики. 4. Термодинамические системы. 5. Термодинамические процессы. 6. Термодинамические функции. |
| Домашнее задание Ход урока. |
Изучение нового материала
Химические реакции всегда связаны с физическими явлениями: передачей, поглощением или выделением теплоты или света; электрическими явлениями; изменением объема и др. Изучение взаимосвязи физических и химических явлений – основная задача физической химии. Решение этой задачи позволяет предсказать ход химического процесса и его конечный результат, а также дает возможность управлять химическим процессом, т.е. обеспечить наиболее быстрое и полное (оптимальное) проведение реакции.
Физическая химия – наука о закономерностях химических процессов и
химических явлений.
Предмет физической химии – объяснение химических явлений на основе более общих законов физики.
Физическая химия рассматривает две основные группы вопросов:
1. Изучение строения и свойств вещества и составляющих его частиц;
2. Изучение процессов взаимодействия веществ.
Физическая химия ставит целью изучение связей между химическими и физическими явлениями.
Основной целью дисциплины «Физическая химия» является изучение общих связей и закономерностей химических процессов, основанных на фундаментальных принципах физики.
Физическая химия применяет физические теории и методы к химическим явлениям.
Она объясняет ПОЧЕМУ и КАК происходят превращения веществ: химические реакции и фазовые переходы.
Основные понятия физической химии:
Термодинамика – наука, изучающая взаимные переходы теплоты и работы в равновесных системах и при переходе к равновесию.
Химическая термодинамика – раздел физической химии, в котором термодинамические методы применяются для анализа химических и физико-химических явлений: химических реакций, фазовых переходов и процессов в растворах.
Объект изучения термодинамики – термодинамическая система – материальный объект, выделенный из внешней среды с помощью реально существующей или воображаемой граничной поверхности и способный обмениваться с другими телами энергией и (или) веществом.
Системы бывают:
• открытые, в которых существует обмен энергией и веществом с окружающей средой;
• закрытые, в которых существует обмен энергией с окружением, но нет обмена веществом;
• изолированные, в которых нет обмена с окружением ни энергией, ни веществом.
Набор интенсивных термодинамических свойств определяет состояние системы. Различают следующие состояния термодинамических систем:
• равновесное, когда все характеристики системы постоянны и в ней нет потоков вещества или энергии.
• неравновесное (неустойчивое, лабильное) состояние, при котором всякое бесконечно малое воздействие вызывает конечное изменение состояния системы;
• стационарное, когда независимые переменные постоянны во времени, но в системе имеются потоки.
Если состояние системы изменяется, то говорят, что в системе происходит термодинамический процесс. Все термодинамические свойства строго определены только в равновесных состояниях.
Процесс в термодинамике – это последовательность состояний системы, ведущих от одного начального набора термодинамических переменных к другому – конечному.
В ходе процесса некоторые термодинамические переменные могут быть зафиксированы.
В частности, различают изотермический (Т=const), изохорный (V=const), изобарный (Р =const) и адиабатический (Q = 0, ΔQ = 0) процессы.
Термодинамические функции разделяют на:
• функции состояния, которые зависят только от состояния системы и не зависят от пути, по которому это состояние получено:
1. Внутренняя энергия U,
2. Энтальпия Н,
3. Энергия Гельмгольца F,
4. Энергия Гиббса G,
5. Энтропия S.
6. Термодинамические переменные – объем V, давление Р, температуру Т – также можно считать функциями состояния, т.к. они однозначно характеризуют состояние системы.
• функции перехода, значение которых зависит от пути, по которому происходит изменение системы:
теплота Q, 2. работа W.
Домашняя работа:
Страница 27-30 конспект