《冶金物理化学》教学大纲(含冶金热力学、冶金动力学以及实验教学)

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1、《冶金物理化学》教学人纲一、课程概要课程编号：020401开课院系：冶金与生态工程学院课程类别：必修课适用专业：冶金工程课内总学时：88（课内64,实验24）课程基础：物理化学，冶金传输原理根据我校的人才培养冃标，建设特色突出、国内一流、国际知名的研究型大学，对国家与地方经济，特别是钢铁行业，培育创新、进取、团结、实践能力强的一代新人。木课程采用多种教学手段和方法，精心设计教学内容，对于來H全国各地的优质学牛來源，培养学生掌握运用冶金物化基本理论去解决实际问题的方法和能力，了解该学科的思维方法，培养冶金工程专业的木科生对新工艺、新流程设计能力、实践探索能力、创新意

2、识和创新能力。木课程的目标是通过学习冶金物理化学的基木理论，为示续的其他专业课程学习打好扎实的理论基础；培养运用冶金的基础理论分析和解决实际问题的能力。为了达到木课程的预期目的，在课程内容的设置上，注意传统内容与现代内容的结合;课堂教学与实验课教学的呼应，主讲老师的科研成果对教学的促进，将本课程办成具有研究性和前沿性的时代特征的国际一流新的教学平台。二、教学目的1.本课程是冶金工程专业本课生必修课程，是一门重点介绍冶金物理化学基本概念、棊木原理以及在冶金过程中应用的专业基础课。2.通过本课程的学习使学生掌握冶金热力学、冶金动力学的基本原理。学会运用这些原理分析和解

3、决生产中出现的新问题；不断地改造旧工艺，创造新工艺，降低生产消耗，提高生产率；不断地向相关学科渗透，扩大冶金物理化学的研究领域。3.通过本课程的学习，使学牛掌握冶金物理化学基本的实验技能，对冶金小的问题，利用冶金物理化学基础和其他专业知识综合的研究方法。三、基本要求1.课程重点热力学菇木定理在冶金中应用及标准吉布斯自由能的计算方法；Elingham图的应川；溶液（包括铁液与渣液的活度与活度系数、Wagner模型、分了理论与离了理论模型、标准溶解自山能等）；扩散与传质的基木理论；三个典型的冶金动力学模型（气固相反应动力学、气液相反应动力学、液液相反应动力学）。2.课

4、程难点活度的概念及活度标准态的选择:不同标准态活度及活度系数之间关系；相图的基本规则（邻接、相界限构筑、二次体系副分、切线、阿尔克马德、零变点）。含有一个不稳定二元化合物的三元系相图的冷却过程分析；气泡在均相与非均相形核、气泡氏大与上升过程动力学机理；液液反应动力学的双膜理论的应用；不同控速条件的气固反应动力学的未反应核模型。3.解决办法1）充分发挥优质教师资源，让国内外著名学者周国治院士给全体学生开第一课一绪论,除全面介绍冶金物理化学的发展及如何在冶金中的应用外，重点指导学生如何学习冶金物理化学，学会解决冶金物理化学屮难点问题的方法。2）教师通过举例、通俗化、强

5、调、比较等手段使学牛真正掌握教学屮的重点和难点。教师在讲解重点和难点内容的过程中，要放慢速度，举一反三。3）每章教学内容完成Z后，助课老师对内容进行总结，讲解习题中的问题，针对不同章节的内容，讲冇代表性的例题。在这些过程中，也把重点和难点内容再一次渗透进去，乂一次达到了举一反三的作用；4）针对重点和难点内容，每次课后留一至两道思考题，用“探究性”的学习方式，充分发挥学牛的主观能动性，给学生指定不同的参考书中的相关内容，要求学生课外阅读，学生尝试自己解决这些知识点。如对于“活度的概念及活度标准态的选择”问题，要求学生阅读魏寿昆院士编著的“冶金过程热力学”的有关章节,

6、对于“液液反应动力学的双膜理论的应用”，要求学生阅读韩其勇教授编写的“冶金过程动力学”的相关章节等。针对这些问题，也作为作业，要求学生写出评论。通过教学中采取了以上方法，対解决教学过程中出现的重点和难点，收到了很好的效果。4.能力培养要求重点要求学纶牢固地掌握冶金物理化学的基木概念和基木原理，独立完成大量习题，能够正确熟练地计算冶金体系中化学反应的吉布斯白由能变化，判断化学反应的方向和限度，分析化学反应的反应机理，独立完成要求的四个实验。以课堂讲授为主，辅以习题课、课堂讨论及答疑，提高作业数量及批改质量，对重点学牛加强答疑，在条件成熟时实现多媒体教学。四、教学内容

7、绪论（2学时）现代冶金过程与冶金物理化学；冶金热力学与冶金动力学的最新发展；如何学习冶金物理化学？（一）冶金热力学部分（32学时）1.热力学基本定理及在冶金中的应用（4学时）1.1几个基本公式1）体系中组元i的口由能的描述；理想气体体系中组元i的口由能；液相体系中组元i的自由能；固相体系中组元i的自由能。2）等温方程式的导出由单个组元T的自由能推导化学反应的自由能变化；讨论自由能变化的三种形式；重点讨论AG=0的形式，得出AG0=-AHnK0.白由能变化与标准白由能便哈的关系与联系，二者在热力学中分别承担的角色。3）等压方程式与二项式微分式；由微分式导出积分式；讨

8、论其意义。