《热力学》中对熵的介绍

本文介绍一种熵概念引出的方法，同时对熵的几种现代理论作简要介绍。热力学是物理化学的基础内容，是化学、化工、建材等许多自然科学的重要基础理论，而熵又是热力学的基本概念，也是教学的难点。随着各类科学的相互渗透，现代熵理论已在统计、信息、光谱等许多科学领域得到应用。那种经典的熵概念介绍，已不适应现代科学的发展。笔者经过多年的教学实践总结出如下熵概念的引出方法。     

从“黄豆变乱”探视“熵增”现象——“化学反应的方向”中“熵判据”的教学与反思

"熵"原理展现了人类在探索自然界过程中展现出的丰富想象力和创造力,它揭示了在微观世界统一的运作步调下孕育出的一系列错综复杂的自发现象,它折射出人类应用科学知识改造世界的创新思维和人文内涵。在教学中,不仅要有理有据地铺陈"熵变"判据,还要引导学生重新回到真实世界的边线,科学看待、创造性使用"熵理论",使之产生新的社会价值。借助"黄豆实验",试图从粒子运动的角度去模拟许多自然现象的变化过程,经观察、对比、分析、提炼出其中蕴含的共同特征——"自发""变乱",从而搭建起通往"熵判据"的桥梁。     

概念图与化学教学中的学科渗透

学科综合是现代科学的发展趋势之一，反映在人才培养的总体目标上，就是培养学生综合解决问题能力。知识本身是泛性的，具有一定的延展性和融合性，不是按学科界限严格隔离的。学科知识之间的相互渗透，体现在许多领域许多问题的解决中，如能量问题、代谢问题、环境问题等等。化学中就有许多知识点与其他学科，尤其是生物和物理，存在着广泛的联系和     

“细胞呼吸”一节的教学设计

<正>浙科版高二生物《分子与细胞》第三章"细胞呼吸"一节在教材内容上有删节,学科指导意见明确要求学生掌握细胞呼吸的概念及需氧呼吸过程。"细胞呼吸"是关于生物新陈代谢的最基本内容,其中涉及物质和能量的双重变化;并且"细胞呼吸"对进一步理解细胞的结构与功能知识也具有十分重要的作用。一、教学目标知识目标:理解需氧呼吸概念、过程、场所、反应式、实质和意义。能力目标:通过分析需氧呼吸过程中物质和能量的变化,培养学生分析问题的能力及用规范的生物学语言     

知识转型:审视职业教育课程改革的新视角

课程问题首先是知识问题.现代科学知识型所统治的职业教育课程存在着诸多问题,成为职业教育长期处于低效的重要原因.当前,知识型正由"现代知识型"向"后现代知识型"转型,在这一背景下,职业教育课程及教学的多方面都要发生本质改变,表现在课程内容走向多元化,课程开发坚持多主体,教学过程是师生在情境中合作开发、共同建构知识的过程.     

《化学反应进行的方向》教学设计与反思

第一课时一、教材分析1.在学生学习了化学反应及其能量变化、化学反应速率、化学反应的限度之后,教材安排了难度较大的化学反应方向的内容。这符合"由易到难"的认知规律,有利于学生主动构建、发展自己的知识体系。2.从学生的知识基础考虑,教材回避了熵判据、     

从熵的本质来探索时空理论

本文提出了宇宙间存在着与熵增加原理相对应的熵减少原理,且用熵减少原理阐明了宇宙间导致能量散逸过程与能量集中过程是不可分割地联系着的。最后根根熵减少原理得出的负熵概念,进一步说明了人吃饭与获得负熵是辩证统一的。     

熵理论在中学化学新课程中的融合运用

如今的中学使用的化学教材是课改后的新教材,学生是经过课改后来学习化学的。课改后的教材对于知识的难度降低许多,但是在短时间学习的内容却大大增多。化学新课程的理念是采用探究式的学习方法来学习化学,许多教师都认为课改后化学难教,对于教材难把握,学生的学习积极性也低。在这过程中,笔者发现熵理论对于提高学生学习积极性有极其重要的作用。熵理论可作用于社会科学的各个方面,但熵在课堂教学方面的应用还很少。本文将探讨熵在教学中的应用,尤其是在化学教学中的指导作用。     

热力学理论与市场经济发展关系的研究

热力学理论是理论物理的分支,是以熵的变化来描述过程进行方向的理论。热力学系统熵的变化是由通过系统界面从外界流入的熵和系统内部各部分由于热运动所产生的熵两部分所引起的。系统的熵越大,系统的效率越低,系统的能量品质越低,系统越稳定;反之,系统的熵越小,系统的效率越高,系统的能量品质越大,系统越不稳定,最后可能会产生耗散结构,导致系统效率的降低。热力学系统与社会系统有极大的相似性,可以采用热力学的观点分析中国市场经济发展的规律。中国市场经济发展出现周期性的兴衰变化的原因是多方面的,其中由于不注重及时适度地调整社会过度的不平衡而导致较大的贫富差距是主要原因之一。为了保持社会经济的可持续发展,不能单纯追求发展的高制度、高效率,还要兼顾平衡,正确处理平衡与效率的关系。     

中国哲学的现代科学借镜

中国哲学博大精深,其鲜明的自然、整体、发展与有机等特性,对现代科学的借镜极为清晰锐利。文章仅从"道"与宇宙的生成演化观、"机"与生成演化的动力观、"熵"与积极有为的科学观以及"和"与科学的开放包容观等四个方面进行挖掘与分析,力图举证中国哲学的现代科学借镜于一斑。     

试论现代科学文化知识的特点

胡耀邦同志1983年3月13日在中共中央召开的卡尔·马克思逝世一百周年纪念大会上的报告中说:“在我们这样原来经济文化落后的国家,能否掌握现代科学文化知识,是决定建设成败的一个关键。”我们党关于掌握现代科学文化知识是实现现代化的关键这个指导思想,近年来已为社会普遍接受,不是新问题了。但是,现代科学文化知识究竟是一个什么样的概念?为什么把掌握现代科学文化知识看成是实现现代化的关键?这在一些人的认识上并没有完全解决。弄清     

高中生物模型教学的研究进展

目前,新教材改革的一个亮点是许多生物学的概念、原理、过程都运用模型建构的方法来展示并解决问题。模型方法作为一种现代科学认识手段和思维方式,所提供的观念和印象,不仅是学生获取知识的条件,而且是学生认知结构的重要组成部分,在高中生物教学中有着广泛的应用价值和意义。     

熵增加原理

现行高中物理教材增加了热力学第一定律和热力学第二定律 ,这是热学中最基本的两条定律 ,前者是能量的定律 ,后者则是熵的法则 .相对于“能量” ,“熵”的概念比较抽象 .但随着科学的发展 ,“熵”的意义愈来愈重要 .本文从简述热力学第二定律的建立过程着手 ,从各个侧面讨论“熵”的物理本质、科学内涵 ,以加深对它的理解 .“熵”是德国物理学家克劳修斯在 1 865年创造的一个物理学名词 ,其德语为entropie ,简单地说 ,熵表示了热量与温度的比值 ,具有商的意义 .1 92 3年 5月 2 5日 ,普朗克在南京的东南大学作“热力学第二定律及熵之观念”的…     

魂兮归来(下)——论高校文学教育体系的拓展与改建

在知识爆炸的现代社会,现代科学发展的速度不断加快,知识老化的过程也在不断加速.中国现代化建设中什么都能引进,资金、资源、科学技术、管理经验……;唯一不能引进的,是全国十三亿人口的素质.从知识教育转向素质教育,是我国教育改革的紧迫任务.     

数学要重视实验教学

<正>实验法是学生主动获取知识、验证知识的有效办法。数学中的许多知识可利用实验教学法进行,特别是一些概念的形成、公式的推导等,如圆锥的体积计算公式可通过实验得到。在实验时,教师将全班学生分成若干小组,各组学生分别准备几种情形的圆柱形、圆锥形容器以及足量的沙子。包括①等底等高的圆柱和圆锥,包括"圆柱的高>圆锥的高"和"圆柱的高     

从抓素质教育入手 提高电大教育质量

广播电视教育是一种具有独特特点的教育形式,随着现代科学的发展,相对于学校直接的、面对面的教育,又表现出许多优势,它打破了学校面授教育的一维时空。学员在接受知识的过程中,可以不受时间与空间上的限制。但由于我国的电大教育发展历史的局限性,在其发展的过程中...     

能量均匀分布规律

自然界中发生的一切过程,无论是否是可逆过程,都能满足能量转化与守恒定律,这是热力学第一定律揭示的热力学过程中能量量值关系的本质。热力学第二定律揭示的是热力学过程的方向问题,它本质上是一切不可逆过程应遵守的共同特性,沿实际过程的相反方向的过程是不会自动发生的其,定量关系是熵增加原理。熵是引入的一个新态函数,其意义是系统混乱程度的量度,虽然熵和能量有关,但两个定律的内在联系显得并不很密切。既然热力学第定律表明的是过程中能量满足的定量关系,那么,热力学第二定律是否也应当是过程中能量变化方向所满足的关系呢?是。热力学第二定律就是能量均匀分布规律,可以用文字表述如下:     

知识观的转化及其对中学数学教育的启示

一、科学知识观及传统中学数学教育观的批判性反思科学知识观是自近代自然科学的发展与繁荣以来而不断形成的一种知识观,这种知识观在当今仍占有绝对地位。它以“客观性”、“普遍性”和“价值中立性”为三个基本特性,分别从三方面勾画了科学知识的形象:“客观性侧重于阐述现代科学知识与认识对象及认识主体之间的关系;普遍性侧重于阐述现代科学知识在不同认识主体之间的关系;中立性则侧重于阐述现代科学知识与社会价值体系之间的关系。”科学知识观的特性使人们长期无任何异议地感觉到,知识是外在于我们自身的,它不会因时间、地点的变化而…     

“细胞呼吸”一节教学设计

<正> 1 分析教材1.1 教材特点及处理方法细胞呼吸是发生在每一个活细胞中的有机物氧化分解、释放能量、合成 ATP 的过程。本节内容不仅是对细胞内物质代谢知识的延续,同时也是为第8节"新陈代谢的基本类型"和第八章"生物与环境"的学习奠定基础。     

顺应中学课改需求,提升化学教学质量

为顺应课改需求,推动学生素质教育,化学教学过程应注重：（1）在新知识的引入过程中,应注意调动学生学习兴趣,激发学生的求知欲望;（2）在新课教学过程中,要发挥学生的主观能动性,让学生自己去探索发现新知识;（3）在化学教学全过程中,教师要以全面提升学生现代科学素养为重点,时刻密切关注学科间相互联系的内容;（4）在布置于批改作业过程中,要以突出实践性和创新性为出发点,激活学生思维。