物理化学(全国中医药行业高等教育“十四五”规划教材)
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三、热力学的作用及发展

热力学在科学研究和生产实践中都具有重要的指导作用。例如20世纪末,人们试图用石墨来制造金刚石,但无数次的实验都以失败而告终。后来热力学的研究指出,只有当压力超过大气压力15000倍时,石墨才有可能转变成金刚石。人造金刚石的制造成功,充分显示了热力学在解决实际问题中的重要指导作用。

化学热力学在药物合成的可能性及最高产率的确定中,在中药制药、制剂配制、药物制剂的稳定性以及中药成分的提取和分离等方面,都具有重要的作用。

热力学经过一百多年的发展,在研究平衡态热力学方面已形成一套完整的理论和方法。如把统计力学的方法应用到经典热力学中,不仅从系统的质点微观状态出发导出了宏观性质,而且还能预测一些物质的特性,从而发展成为统计热力学。如今,它已经从平衡态热力学发展到非平衡态热力学。非平衡态热力学是研究敞开系统中,处于不平衡状态下系统的变化方向问题,其主要有两大理论,一是由出生于挪威的美国化学家昂萨格(Onsager)提出的“倒易关系”,二是比利时化学家普里高京(I.Prigogine)提出的“耗散结构理论”,他们分别在1968年和1977年获Nobel化学奖。21世纪化学热力学的热点研究领域有生物热力学和热化学研究,如细胞生长过程的热化学研究、蛋白质的定点切割反应和生物膜分子的热力学研究等,利用精密微量量热计测量微量热效应,使微量量热技术得到了快速发展。随着“科学技术是第一生产力”的引领,科技创新正在不断改变世界格局,我们只有树立科技强国的理念,重视基础理论研究,人生才会有所建树。

本章是《物理化学》课程中系统学习化学热力学的开端,因而一开始就要介绍热力学中某些常用的基本概念和术语。准确掌握这些基本概念,将是正确、灵活地解决实际问题的基础,初学者必须引起充分重视。这些基本概念,也将在不断地学习中逐步加深理解,这种情况也是学习理论性较强的课程都可能遇到的。