1、1仵博萬仵博萬TelelQQQQ：504076558504076558Email:Email:本 科http:/ 緒論、數學基礎、氣體02章 熱力學第一定律03章 熱力學第二定律04章 多組分系統熱力學及其在溶液中的應用 05章 相平衡06章 化學平衡07章 統計熱力學基礎08章 電解質溶液09章 可逆電池的電動勢及其應用10章 電解與極化作用11章 化學動力學基礎（一）12章 化學動力學基礎（二）13章 表面物理化學14章 膠體分散系統和大分子溶液電化學基礎電化學基礎化學化學熱力學熱力學2011化工專業化工專業45X2學時理論學時理論18學

2、時實驗學時實驗介紹學科最新成果和應用介紹學科最新成果和應用1. 提高熱電廠的效率小改大2. 發展清潔能源，減少使用礦石燃料6.燃油中摻水 3. 從高碳經濟向低碳經濟發展4.三次開采石油5.蓮花效應與免洗布*物理化學思想7.軟物質科學簡介1796-1832Carnot NLS 法國工程師 卡諾循環高溫存儲器低溫存儲器熱機hTWcThQcQ1. 如何提高熱電廠的效率hWQChhTTT80% 化學能 熱能 機械能 化學能 電能 機械能R60%I0% 4Ch1TT 電能RChh(473300)K36%473 KTTT 2. 火力發電廠的能量利用2001/1000g 度電煤I0% 2 高煤耗、高污染（S

3、、N氧化物、粉塵和熱污染） 火力發電廠的能量利用Chh67330055%673TTT4001/500 g 度電煤I0% 4Chh82330063%823TTT5505c218 10 Papc647 KT 普通加壓蒸汽的作功能力很差 要用亞臨界、超臨界甚至超超臨界的蒸汽 改進鍋爐性能，增加脫硫、脫氮和除塵的設備/ Pap/ KTABCOfqPD273.16水的相圖水冰水蒸氣610.62CT超臨界流體cp 火力發電廠的改造利用 3. 熱電廠的能量利用 4. 發展清潔能源燃料電池 實用燃料電池越來越普遍燃料電池 用燃料電池的大巴燃料電池 用燃料電池的汽車標志燃料電池 燃料電池的汽車生成的純水波音公司

4、第一架氫能源飛機5. Li 離子電池的工作原理負極正極鋰原子2 LiMnO石墨Li 充電Li 放電ee返回 二、開發新的清潔能源 王中林的發電纖維 走路、心跳和吹過的微風都能用來發電，機械能被巧妙地轉化為電能。 這種新型“發電機”選用的是生物安全材料，整個過程無排放、無污染，堪稱最具潛力的“綠色發電” 可以為隨身聽或者為一塊手機電池充電。 發電地毯 德國人利用摩擦生電的原理發明了一種能發電的地毯，他將發電線圈隨著地毯的花紋進行巧妙的編織。 當人踏在地毯上時即能發電，可作為冰箱、洗衣機及電視機等的能源，也可對蓄電池充電。 一位美國工程師也設計出一種發電地毯。將這種裝置埋在大街、車站、舞廳等公共場

5、所的地毯下，所發出的電可以用來照明和驅動電風扇。 高達1000米，發電容量達到200MW，足夠20萬戶家庭使用 澳大利亞的太陽塔 熱能機械能電能 “煙囪效應” 空氣被太陽輻射加熱后向塔底流去，并沿著“煙囪”上升，推動塔內一組32臺、每臺發電容量為6.25MW的渦輪機而發電 塔底為70，塔頂為20，多余的熱能積聚在存儲單元中， 可以整天和整年不間斷地工作太陽能電池太陽能工廠(德國)北京太陽能綜合利用示范樓太陽能電池太陽能電池太陽能電池路燈草坪燈風扇涼帽太陽能電池染料敏感太陽能電池太陽能電池染料敏感太陽能電池太陽能電池染料敏感太陽能電池太陽能、風力協同海水淡化5元/噸左右 返回 三、 從高碳經濟向

6、低碳經濟發展/kPap/KTAO216.7CO2的相圖304超臨界流體5182CO (l)2CO (g)2CO (s)73001. 充分利用 減少環境污染2CO (g)超臨界流體的性質： 1.超臨界流體的臨界壓力和溫度 壓力 溫度 H2O 218105 Pa 647 K CO2 73105 Pa 304 K CO2 無毒、無味、惰性、價廉，是理想的萃取劑超臨界流體的性質： 2.超臨界流體的密度 (液體)= (氣體) 3.超臨界流體的黏度氣體黏度 擴散系數是一般液體的10倍 有很強的溶解能力超臨界流體萃取的優點： 1.從天然產物中萃取中藥、飲料和保健品等有效成分，保持純天然，無有機溶劑殘留。 2

7、.萃取與分離兩工序合一，操作簡單， CO2 可以循環使用。 3.萃取速率快，生產周期短，同時進行高壓滅菌。 4.無三廢，不污染環境，是綠色化工工藝。 是分離科學中有劃時代意義的科學進步. 把溫室氣體作為資源利用，提供價格低廉性能優異的降解材料多重意義，其生產是環境友好型的，能耗不高，基本無三廢 利用CO2資源制備聚碳酸亞乙酯和降解型聚氨酯泡沫塑料聚碳酸亞乙酯聚氨酯泡沫PEC-PU樣品 二氧化碳制生物降解塑料生產廠房 高碳經濟是黑色經濟2. 發展低碳經濟 低碳經濟是綠色經濟 所謂低碳經濟指的是在發展中排放最少的溫室氣體，同時獲得整個社會最大的產出。 要從高碳經濟低碳經濟無碳經濟 發展低碳經濟 房

8、地產開發商要積極展開低成本、節能建筑的研發，充分考慮采光、通風等自然資源的利用，使用低成本節能建筑材料 用節能燈，空調提高1度，隨手關燈，少看電視，節約用紙，少用一次性物品等等 高達3200m，住100萬人，崔悅君設計盡管它目前仍處于構想階段，但崔悅君更希望未來世界各地任何一個高密度盡管它目前仍處于構想階段，但崔悅君更希望未來世界各地任何一個高密度的大城市都可以建一座這樣的的大城市都可以建一座這樣的“終極塔樓終極塔樓”，從，從 而徹底解決住房問題。而徹底解決住房問題。 “像樹一樣像樹一樣”吸收水和能量吸收水和能量 圓錐形外觀是從動物世界最高的建筑、非洲白蟻巢穴形狀受到啟發，并按照圓錐形外觀是從

9、動物世界最高的建筑、非洲白蟻巢穴形狀受到啟發，并按照空氣動力學設計的，令它雖然極高但依然能保持穩定。空氣動力學設計的，令它雖然極高但依然能保持穩定。 “終極塔樓終極塔樓”的內部能源設施全部按照仿生學原理而特別設計，令整座塔樓的內部能源設施全部按照仿生學原理而特別設計，令整座塔樓就像一棵樹，可以直接從四周的湖水、陽光甚至空氣中吸收水和能量，從而就像一棵樹，可以直接從四周的湖水、陽光甚至空氣中吸收水和能量，從而不會對環境造成任何污染。據悉，不會對環境造成任何污染。據悉，“終極塔樓終極塔樓”四面被湖水環繞，而設計師四面被湖水環繞，而設計師崔悅君從樹木從根須吸收水分并運送到樹頂的原理受到啟發，設計了一

10、種類崔悅君從樹木從根須吸收水分并運送到樹頂的原理受到啟發，設計了一種類似的裝置，從而可以自動地將塔樓底部的湖水運送到塔樓高處。似的裝置，從而可以自動地將塔樓底部的湖水運送到塔樓高處。 “終極塔樓終極塔樓”表面覆蓋光電太陽能吸收板，從而將陽光轉化為塔樓所需要的表面覆蓋光電太陽能吸收板，從而將陽光轉化為塔樓所需要的大部分電能。而且，大部分電能。而且，“終極塔樓終極塔樓”還將使用一種還將使用一種“大氣能量轉換系統大氣能量轉換系統”，利，利用塔樓頂部和底部的氣壓差來發電。此外，風力渦輪發電機也將利用風力為用塔樓頂部和底部的氣壓差來發電。此外，風力渦輪發電機也將利用風力為塔樓提供輔助電能。據設計師崔悅君

11、稱，整座塔樓提供輔助電能。據設計師崔悅君稱，整座“終極塔樓終極塔樓”就是一個大型的就是一個大型的生態系統，如同一座生態系統，如同一座“活著而且會呼吸的建筑活著而且會呼吸的建筑”。 塔身還安裝無數面反射鏡，可讓陽光直接照射到建筑中。塔身還安裝無數面反射鏡，可讓陽光直接照射到建筑中。“終極塔樓終極塔樓”每層每層都將修建開放式的花園陽臺，供塔樓居民休閑散步。塔樓的電動車都由丙烷都將修建開放式的花園陽臺，供塔樓居民休閑散步。塔樓的電動車都由丙烷和氫氣驅動，從而完全避免了內燃機或者有毒廢氣排放。和氫氣驅動，從而完全避免了內燃機或者有毒廢氣排放。美國華裔崔悅君自行設計的家崔悅君的靈感來自由白蟻的巢穴和古代

12、的傳說 迪拜太陽塔，高68層樓，利用太陽、風和水能源的刀具式零能源消耗大廈，旋轉的太陽盾將為綠色植物提供陽光 在建的迪拜高塔，高650米 迪拜旋轉大廈有200個單位的公寓大樓可以旋轉，并用光伏陣列來捕捉陽光的能量進行發電，一個星期將旋轉306度。 亞特蘭大最環保的寶瓶星塔，一座500英尺高的公寓，采用太陽能發電板與風力進行供電，并使用風力渦輪機保持室內的空氣清新 巴黎水上綠色環保大廈，采用太陽能光伏發電，使用風力作能源，屋頂也進行了創意的綠化，橄欖球與圓柱的設計，面積為2068平方米 英國零能源辦公大樓，建成最大的太陽能電池陣列，生產足夠的電力用于照明和空調等 大樓建筑面積超過7 萬平方米，可

13、容納5000多人 發展低碳經濟 繼低碳之后，人們還提出了零碳經濟，屆時世界將實現碳的零排放 商店里的商品標簽上，不僅標有價格、原材料、產地，而且還會標明因生產這件產品而導致的二氧化碳排放量 在消費者眼里，這個指標會和價格一樣重要，甚至更重要 到那時再沒有煙筒，汽車也不會排放尾氣，低碳經濟是人們對一種生活方式的渴望和憧憬 美國和歐盟已撥巨款來研究在海洋和地層中埋藏二氧化碳的辦法。從理論上講，海洋和地層可以貯藏人類在幾千年間生產的二氧化碳。 英國東邊的國家石油公司的天然氣平臺年來每年向咸水（海底米處的地層）中注入萬噸二氧化碳。該公司將開采出的混合氣體先進行分離，然后將二氧化碳注入到海底下含咸水的地

14、層中。 在埋藏二氧化碳的最大的挑戰是收集二氧化碳以及將收集到的二氧化碳運送到埋藏它的地點。 向天然氣礦井注入二氧化碳以置換出天然氣.3. 將二氧化碳埋葬掉返回四、 三次開采石油一次采油 在原油開采過程中，初次采油一般依靠地底壓力讓原油自噴而出 二次采油 此后，由于地下壓力減小，不得不往地下注水將油驅出 當前，我國多數油田處于二次采油的晚期，每百噸采出液體中，含水量達噸 我國綜合原油采收率只有多一些；也就是說，有多的石油仍然留在地下無法采出 三次采油三次采油 三次采油技術就是利用物理、化學和生物等方法，把水驅難于開采的剩余油盡可能多地采出來，以提高原油采收率 一般是指往地下注入化學物質，達到采油

15、的目的 大慶油田提出，力爭用15-20年的時間，形成以化學驅為主導，門類較為齊全的三次采油、四次采油技術系列 三次采油年產油量1000萬噸以上，穩產至2020年 活性劑分子巖石表面石油三次產油原理三次采油液氦的界面張力最低，為0.37mN/m 超低界面張力采油 在苯水界面加油酸、油醇、NaOH，NaCl等物質可以使界面張力低到忽略不計 用石油磺酸鹽加在采油的注水液中形成活性水，得到超低界面張力，提高采油量 大慶根據實驗室模擬結果，使用該產品及其獨有技術，每噸石油磺酸鹽可以提高原油產量多噸；可以將高滲油藏原油采收率提高至。 該技術成熟可靠、工藝合理、易于操作，處于國際領先水平。 運用這一技術，我

16、國大慶、勝利、遼河、華北等多數油田的采收率可以大幅上升，將對我國原油供給和能源安全產生積極而深遠的影響。 這一技術不但可以在國內采用，也可以走出國門，去搞國外大石油公司不愿搞的油田深度開發。這不但對于保障國內石油供給意義重大，也有利于提高資源的利用效率返回肥皂分子5. 蓮花效應與免洗布 洗滌作用 加活性劑將油污和基質潤濕 增溶、從表面置換，使油污離開基質表面 乳化、起泡、帶走油污，占領基質表面 表面的防水與自潔作用蓮花效應蓮花效應 表面的防水與自潔作用 在電子顯微鏡下，蓮葉的表面具有大小約5-15微米細微突起的表皮細胞 表皮細胞上又覆蓋著一層直徑約1 nm的蠟質結晶。蠟質結晶本身的化學結構具有

17、疏水性，所以當水與這類表面接觸時，會形成水珠。 由于植物葉子表面的不平整的細微結構，使水與葉面的接觸面積更小而接觸角變大，因此加強了疏水性，同時也降低了污染顆粒對葉面的附著力。 表面的防水與自潔作用疏水作用疏水作用 表面的防水與自潔作用 表面的防水與自潔作用 表面的防水與自潔作用 通過化學蒸鍍法，將納米絲進行地毯狀組裝。納米絲，免洗布 水在這種超級不易被水沾濕的納米絲上形成球形水滴 水滴迅速滑落，并將討厭的灰塵粒子帶走。 超雙疏性界面 由下到上、由原子到分子、由分子到聚集體，外延生長形成納米尺寸和幾何形狀互補的界面，使物體表面覆蓋一層氣體薄膜，起到疏水、疏油的目的。 表面的防水與自潔作用 在輸

18、油管的內壁、各種建材、包裝材料、布匹等方面應用有重大意義。返回6. 6. 燃油中摻水燃油中摻水水水包油 利用不同形狀的膠束可以制備不同形狀的納米粒子。油油包水反膠束 乳化與破乳乳化的應用柴油加水乳化劑柴油2H O乳化油包水型柴油加水具備六大效應1. 裂解增能效應，高溫高壓下將水裂解出比柴油能量高3.52倍的氫氣參加燃燒；2. 自供氧效應，裂解出的氧會起助燃作用，使燃燒更充分；3. 微爆效應，水汽化時產生比自身大1700倍體積的蒸汽，會突破油膜使油再度霧化，從而更充分燃燒；4. 水煤氣效應，水蒸汽與未能燃燒的CO轉化為CO2而大量放熱；柴油加水具備六大效應5. 均熱效應，水汽能有效地降低汽缸體局

19、部高溫而保護機體、減少摩擦阻力，減輕結焦；6. 環保效應，摻水燃燒可降低CO2和NOx等煙氣的排放量30%以上。 可見，摻水燃燒有可靠的科學性。更寶貴的是在柴油中加入30的水和合成助燃劑，意味著替代了30%燃料油，從而具有巨大的節能、減排的意義。 返回69促進學生的創新思維（建濱教學法）（建濱教學法）7071。727374！75 767778何不微笑？何不微笑？798081v物理化學是以相關的數學、物理、化學內容與符號作為信息交流物理化學是以相關的數學、物理、化學內容與符號作為信息交流的工具，引導學生學會一些思維方式，學會思考和解決一些問題。的工具，引導學生學會一些思維方式，學會思考和解決一些

20、問題。物理化學中還有幾個基本的思維方式，我把他們總結為：物理化學中還有幾個基本的思維方式，我把他們總結為：v（1 1）學會并善于走彎路）學會并善于走彎路設計可逆過程；設計可逆過程；v（2 2）復雜問題簡單化，注重條件與結果）復雜問題簡單化，注重條件與結果推導只是幫助學生推導只是幫助學生更好的理解相關知識，不宜在教學中花太多的時間；更好的理解相關知識，不宜在教學中花太多的時間；v（3 3）簡單問題復雜化可以用于解決和研究一個問題的可行性）簡單問題復雜化可以用于解決和研究一個問題的可行性這是動力學、反應基理研究的基本思路。這是動力學、反應基理研究的基本思路。v（4 4）勢、表面等概念與生活中的概論相通）勢、表面等概念與生活中的概論相通多聯系有趣又能多聯系有趣又能幫助學生去理解。幫助學生去理