热力学文献

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前言常用符号表绪论1　能源及我国能源面临的主要问题2　热能及其利用3　能量转换装置的工作过程4　工程热力学的研究对象及其主要研究内容5　热力工程及热力学发展简史6　热力学的研究方法思考题第1部分　热力学基本概念和基本定律第1章　基本概念1　热力系2　状态和状态参数3　平衡状态4　状态方程和状态坐标图5　过程和循环6　功和热量本章要求重点与讨论思考题习题选读之一帕斯卡与大气压第2章　热力学第一定律1能量守恒原理及热力学第一定律的实质2　热力学第一定律表达式3　稳定流动能量方程的应用4　功和热量的计算及其在压容图和温熵图中的表示本章要求重点与讨论思考题习题选读之二能量守恒定律和热力学第一定律的建立第3章　热力学第二定律1　热力学第二定律的任务2　可逆过程和不可逆过程3　状态参数熵4　热力学第二定律的表达式——熵方程5　热力学第二定律各种表述的等效性6　卡诺定理和卡诺循环7　克劳修斯积分式8　热量的可用能及其不可逆损失9　流动工质的㶲和㶲损10　工质的㶲和㶲损11　关于㶲损的讨论及㶲方程12　热力学第二定律对工程实践的指导意义本章要求重点与讨论思考题习题选读之三　卡诺的热机理论选读之四　热力学第二定律的建立选读之五　熵概念渊源初探选读之六　统计力学的奠基人——玻耳兹曼第2部分　工质的热力性质第4章　气体的热力性质1　实际气体和理想气体……第3部分　热力过程及热力循环第4部分　化学热力学基础和能量直接转换及可再生能源附录参考文献

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化工热力学文献

Wilson方程计算325kpa下二元体系气液平衡 从文献查得乙醇和水的Antoine常数 (见表1)。表1 Antoine常数利用Antoine方程计算在15℃时乙醇和水的饱和蒸气压计算值为： PSl=1．0058×105 Pa，PS2=4393×105Pa。常压下汽相混合物服从理想气体定律，则y1=0074，y2=3056。对于二元溶液Wilson方程的表达式为：其中y1=0074、y2=3056，x1=8943、x2=1057,带入上式计算后得到Aij(见表2)。表2 Wilson状态方程参数组分乙醇（1）水（2）乙醇（1）0000 8995水（2）0000 利用参数Aij计算各活度系数r,饱和蒸汽压P1’当P-Pn

化工应用技术生活中有哪些应用化工技术,专业专业课程包括无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、环境化学、化工制图等就业方向有化工、炼油、冶金、能源、轻工、医、环保等部门从事工程设计等培养目标1、本专业以培养学生的基本素质、基本能力和创造性为出发点,培养具有坚 应用化工技术实的化学工程与化学工艺方面的基本理论、基本知识和较强的实验技能,掌握精细化工、日用化工等基本原理和专业技能,能在科研、高等学校、科研院所及企事业单位,化工、轻工、医、环保、日用化工及相关领域从事科学研究、产品开发、教学、工程设计、生产技术管理等工作,具有从事化工产品的研制与开发、化工装置的设计与放大、化工生产过程的控制与管理能力的高等工程技术人才2、具有国家公民和世界公民的意识,具有为祖国现代化建设服务的思想、高度的社会责任感与道德修养； 3、具有良好的文化素质、健康的心理素质与强健的体魄； 4、具有较强的自学能力、表达与交往能力以及处理工程实际问题的能力； 5、系统地掌握化学工程与工艺的基础理论与专业知识,能够结合化工生产的社会经济目标,从事生产、研究、设计、开发与管理等工作； 6、富有求实精神、创新精神、合作精神和应变能力,具有一定的社会交往能力； 7、熟练掌握一门外国语与计算机应用基本技能培养要求通过三年的培养,全面提高学生的素质和能力；系统地学习本专业必须的 应用化工技术自然科学和工程技术科学基础知识学生应获得以下方面的知识和能力：1、掌握无机化学、有机化学、分析化学和物理化学的基础理论知识和实验技能； 2、掌握传递过程、分离工程、化学反应工程、化学工艺学的基本理论与实验技能； 3、掌握化工生产过程和设备的基本原理与设计方法； 4、具有化工技术经济分析和生产运行管理的基础知识； 5、具有化工生产新工艺、新产品、新设备和新技术研究、开发与设计的初步能力指导思想1、加强素质教育,重视学生思想品德和责任感的培养； 2、全面实施学分制,减少学时数,提高学生自学能力,加大选修力度,拓宽知识面,扩大学生自主权； 3、体现厚基础、宽专业、增强学生未来就业的适应能力和发展潜力； 4、课程体系和教学内容结合我国国情,适应我国现代化建设的需要,并与国际接轨； 5、提高外语与计算机的应用水平,掌握必要的管理与技术经济知识； 6、重视培养学生的工艺实践能力,包括知识更新能力、协同工作能力、工具应用能力、求实创新能力和工艺实践能力特别是工艺实践能力的培养,需经过实验、实习、设计、论文等环节来提高主要课程公共课：高等数学、普通物理、大学英语、思想品德、马克思主义哲学、体育、邓小平理论概论、毛泽东思想概论、法律、计算机基础应用、数据库 专业课：无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、环境化学、化工制图、化工原理、化工热力学、化工设备机械基础、仪器分析、无机化学工艺、有机化学工艺、电工学、反应工程、化工仪表自动化、 选修课：精细无机、精细有机、数据处理、化工文献检索、化工设计基础、环境检测、经营战略概论 实践阶段 生产劳动、毕业设计、课程设计 就业方向化工、炼油、冶金、能源、轻工、医、环保等部门从事工程设计、技术开发、生产技术管理和科学研究等方面工作

热力学参考文献

前言主要符号表绪论第1章 基本概念第2章 热力学第一定律第3章 理想气体性质第4章 理想气体的热力过程第5章 热力学第二定律第6章 热力学一般关系式及实际气体的性质第7章 水蒸气第8章 湿空气第9章 气体和蒸汽的流动第10章 制冷循环第11章 蒸汽动力装置循环第12章 气体动力装置循环第13章 化学热力学基础附录部分习题参考答案参考文献

前言常用符号表绪论1　能源及我国能源面临的主要问题2　热能及其利用3　能量转换装置的工作过程4　工程热力学的研究对象及其主要研究内容5　热力工程及热力学发展简史6　热力学的研究方法思考题第1部分　热力学基本概念和基本定律第1章　基本概念1　热力系2　状态和状态参数3　平衡状态4　状态方程和状态坐标图5　过程和循环6　功和热量本章要求重点与讨论思考题习题选读之一帕斯卡与大气压第2章　热力学第一定律1能量守恒原理及热力学第一定律的实质2　热力学第一定律表达式3　稳定流动能量方程的应用4　功和热量的计算及其在压容图和温熵图中的表示本章要求重点与讨论思考题习题选读之二能量守恒定律和热力学第一定律的建立第3章　热力学第二定律1　热力学第二定律的任务2　可逆过程和不可逆过程3　状态参数熵4　热力学第二定律的表达式——熵方程5　热力学第二定律各种表述的等效性6　卡诺定理和卡诺循环7　克劳修斯积分式8　热量的可用能及其不可逆损失9　流动工质的㶲和㶲损10　工质的㶲和㶲损11　关于㶲损的讨论及㶲方程12　热力学第二定律对工程实践的指导意义本章要求重点与讨论思考题习题选读之三　卡诺的热机理论选读之四　热力学第二定律的建立选读之五　熵概念渊源初探选读之六　统计力学的奠基人——玻耳兹曼第2部分　工质的热力性质第4章　气体的热力性质1　实际气体和理想气体……第3部分　热力过程及热力循环第4部分　化学热力学基础和能量直接转换及可再生能源附录参考文献

热力学文献综述

试析《董卿主持风格》中央电视台的节目主持人，多年以来一直被各地的媒体公认为效仿的楷模，或者是追求的方向。可是就像萝卜青菜一样，央视的主持人风格不同，各有特点。而我则偏爱青菜的清新，喜欢即时尚又不乏营养的综艺节目主持人，这几年央视的领军人物当然就非董卿莫数了。 在观众的印象中董卿是一位专业的晚会节目主持人，大方得体，气质稳重，穿着成熟又不失风尚，在央视各套电视台的综艺节目中频频出现，成为中国观众最熟悉的主持人之一。我认为，央视的主持人从杨澜开始是我比较有印象的了，然后是倪萍，再后是周涛，一直到现在的董卿。除了董卿具有年龄优势以外，能在如此激烈的竞争与淘汰中站住脚，一定要有自己的特色。回头看，第一届比较著名的正大综艺主持人杨澜，当时的主持特点是比较阳光和知性。她一再证明着她被观众所喜爱。之后的倪萍，鲜明对比，主要是成熟稳重和亲切感强，易于带动现场气氛。经常用真情感染观众，把观众搞得眼泪汪汪，瞬时让观众耳目一新，也证明她获得了大多数观众的喜爱，可是这一特点，也有少数观众渐渐产生反感，随着时间的增长，观众们觉得这种过于煽情的主持风格已经看够看累了，需要新鲜血液。周涛正是当时观众眼中的新鲜血液，她外表时尚，和轻松干练的主持风格，正和大众的胃口，主持节目的时候，废话很少，语言干练，精巧。着实吸引了观众的眼球。而董卿，在我看来，她聪明的具备了以上三位的所有特点于自身，知性，时尚，又善于对着镜头抒发自身情感的她，在各种场合应变及时，大方得体，并且懂得看场合随时变换风格。比如《青歌大赛》时，她会让自己尽量轻松一些，和紧张的参赛选手形成对比，同时又可以缓和选手的情绪，却把握分寸不会因为自己的轻松，影响到赛场的严肃气氛，这里可以看见杨澜的知性。而《欢乐中国行》，正是一个半分百的娱乐节目，董卿拿出了自己一切的开朗活泼，尽量做到时尚又亲切，在台上表现活跃，却不像其他地方台的节目主持人在台上乱来，这里有一点周涛的时尚又精巧。我曾经还多次看过董卿主持的慈善类节目，比如说最近的《为了母亲的微笑》是一场为了灾区贫困儿童捐款的晚会。我想她有些效仿了倪萍的本事，在描述灾区儿童生活状态时动了真情，而感动了在场和电视机前的所有观众。而超越倪萍的是，恰到好处的只让眼泪在眼圈里打转。（这点是真本事！）另外，董卿的穿着时尚得体，身材苗条，所以在视觉上经常给人耳目一新的感觉，基本功扎实，虽然是上海人，但吐字归音非常清楚，是我最需要学习的，基本功是最最重要的，让观众听清楚，听明白是基本。因此在各种场合，她都可以展现她优秀的功底。这是我对董卿的基础了解，我印象中她没有出过书，所以了解不足，请师傅指正！

各个学校都有不同的要求，手里有我自己的，也有别的学校的，你要要的话Email： 可以传给你做个参考！

Science of MaterialsMaterials Processing and CharacterisationPractical, Modelling and Digital SkillsHeat and Materials with ApplicationResearch Project in an area of your choice

hod of Geometrical Representation of the Thermodyna

化学热力学论文文献

热学发展史对中学热学教学的启示学是中学物理教学中必不可少的一个重要内容，而由于比较抽象，因此成为中学物理教学中的一个难点热现象普遍存在同学们很早就有了相关的经验，这是进行热学教学的一个很好基石但也正因为这个基石的作用，一些不正确的观点很难进行纠正根据教学经验和相关研究人员的调查结论知道，不管是小学生还是中学生，不管是否学过物理，都有相当多的人对热的理解不科学，其中非常典型的想法就是把热看成是一种可以流动的物质根据当前国际科学教育上富有广泛影响的学习理论即“概念转变”理论认为:科学学习的过程就是概念转变过程，提出了为概念转变而教那么作为中学物理热学部分的教学，其主要目标是让同学们通过热学的学习实现其概念发生转变，建立起科学的分子运动论观点为了实现概念发生转变，很多的教师和研究者进行了多种尝试，如通过“做中学”“实验探究”等方法来帮助学生建立科学的热观点，都取得了一定的成效而本文中笔者试从利用热学发展史开展有效教学帮助学生转变概念进行浅析从认知发展心理学的观点看，同学们个体在对某一事物认识的时候，认识水平是在主体与客体间不断地相互作用过程中变化和提高的个体的认识发展过程是人类认识发展过程的一个缩影因此个体的认知发展水平和历史上人类对其认识水平是相对应的也就是说从人类对热的认识发展就可预知学生对热的理解情况那么要进行有效的热学教学，我们有必要向学生介绍有关热学发展史在历史上，人类对“热”是什么的思考一直没停止过对热的认识不断变化和发展大致可以归纳为以下三个阶段:一、热质说的形成受古希腊原子论思想的影响，热是某种特殊的物质实体的观点也得到流传法国科学家和哲学家伽桑狄认为，热和冷也是由特殊的‘热原子”和’‘冷原子”引起的，波尔哈夫认为热的本源是钻在物体细孔中的、具有高度可塑性和贯穿性的物质粒子，它们没有重量，彼此排斥这个观念，把人们引向“热质说”‘’热”可以从高温物体传向低温物体，就好似水从高处流向低处认为热是一种特殊的物质它暗藏在物质粒子之间，受到物质粒子的吸引，热质粒子之间互相排斥在18世纪热质说”几乎统领热学各个领域，当时“热质说”能简单地、比较满意地解释当时发现的大部分热现象，并取得了一定的成功例如物体温度的变化是吸收或放出“热质”引起的;热传导是“热质”的流动，等等在“热质说”的影响下，热学(主要是量热学)的研究取得了一些进展但到了后来，“热质说”无法解释热缩冷胀、摩擦生热等现象，受到了严重的挑战二、定性的热动说的形成1658年，伽桑狄提出物质是由分子构成的假设，假想分子是硬粒子，能向各个方向运动，使它们以不同形式进行结合并表现出不同的特征他用这个假说进一步解释了固、液、气三种状态即在固体内部，硬粒子结合得很紧密，粒子之间强大的力使它们保持着固定的形状、粒子排列规则;在液体内部，相距较近的粒子之间的力使它们不易分散开来;在气体中，相距很远的粒子之间不存在相互作用力，各个粒子自西运动19世纪初，随着化学原子论的确立，分子概念同样也被提了出来，分子无规则运动的现象也由实验所呈现出来在1803年时，道尔顿(英国化学家)通过对大气的成分、性质以及气体的扩散和混合现象的研究，提出了他的新原子学说的基本要点即:一切化学元素都是由不可分割的原子组成的;各种元素的原子以其不同的形状、性质而区别，并具有特定的质量;不同元素的原子以简单整数的比例柑结合而形成各种化合物的原子当时由于“分子”概念尚未建立，道尔顿把不同原子组成的分子称为“复杂原子”1811年，阿伏加德罗(意大利物理学家)在道尔顿的原子论的思想基础上，开始引入“分子”的概念，并把它与原子概念相区别1827年，由于布朗(英国植物学家)长期的观察研究，发现布朗运动，他在分子运动论方面做出了新发现，为分子运动提供了有力的证据1905年爱因斯坦从统计力学观点最终建立了布朗运动的理论，给分子运动的研究提供了理论依据接着法国的佩兰根据爱因斯坦及他人的理论研究成果，做了多年的关于布朗运动的实验，并由此相当精确地测定了阿伏加德罗常数和分子的各个有关的数据因此，布朗运动是微观分子运动的宏观表现也是分子存在热运动和分子间存在空隙的有力证据三、定盆的热动说的形成焦耳等人通过大量的实验，认为热和机械运动等同其他运动形式一样，也是运动的一种形式，而不是一种特殊的物质(热质)之后，人们进一步对热运动作了定量的比较系统的研究使分子运动论得以建立起来在分子运动论方面做出大量工作的有许多科学家，其中克劳修斯、麦克斯韦、玻尔兹曼的工作尤为重要，他们是分子运动论的主要奠基者经过许多物理学家几代人的共同努力，分子运动理论终于建立起来了它不仅揭示了宏观“热”过程与分子的微观运动状态之间的联系，而且表明了热是大量分子的无规则运动的表现，一个宏观系统的热力学状态是由组成该系统的大量分子的统计规律决的这也说明热运动和机械运动是完全不同的运动形式单个分子的运动遵从牛顿力学规律，大量分子的运动遵从的是统计规律性四、热学发展史对中学热学教学的启示中学物理教学，不要求定量地掌握有关分子运动论，所以目前的中学物理教科书中只涉及到分子运动论的一些基本概念，内容表述为:(l)宏观物体是由大量微粒—分子或原子组成的;(2)物体内的分子在不停地运动着，这种运动是无规则的，其剧烈程度与物体的温度有关;(3)分子之间有相互作用力由此可以看出，对于中学生只要建立起定性的分子运动论的观点就可以了，这是中学热学的教学目标真正有效的教学过程实际上就是想办法缩短学生科学认识所用的时间，不必再像历史上人类那样通过那么长的时间去摸索探究，所以在热学教学中，不能忽视学生原有经验，设置合适的问题情景，让学生面临当初科学家们所面临的问题，通过探究来不断发展或改变原有不科学的概念了解在人类认识历史上是如何从热质说发展到热动说，难点何在，怎么突破等问题，对中学物理教学具有参考意义参考文献1丁帮平国际科学教育导论太原:山西教育出版社，20022吴瑞贤，章立源热学研究成都:四川大学出版社，1987

今日化学何去何从？对于这个问题有两种回答：第一种回答：化学已有200余年的历史，是一门成熟的老科学，现在发展的前途不大了；21世纪的化学没有什么可搞了，将在物理学与生物学的夹缝中逐渐消亡。第二种回答：20世纪的化学取得了辉煌的成就，21世纪的化学将在与物理学、生命科学、材料科学、信息科学、能源、环境、海洋、空间科学的相互交叉，相互渗透，相互促进中共同大发展。本文主张第二种回答。 一、20世纪化学取得的空前辉煌成就并未获得社会应有的认同 在20世纪的100年中，化学与化工取得了空前辉煌的成就。这个“空前辉煌”可以用一个数字来表达，就是2 285万。1900年在Chemical Abstracts(CA)上登录的从天然产物中分离出来的和人工合成的已知化合物只有55万种。经过45年翻了一番，到1945年达到110万种。再经过25年，又翻一番，到1970年为7万种。以后新化合物增长的速度大大加快，每隔10年翻一番，到1999年12月31日已达2 340万种。所以在这100年中，化学合成和分离了2 285万种新化合物、新药物、新材料、新分子来满足人类生活和高新技术发展的需要，而在1900年前的历史长河中人们只知道55万种。从上面的数字还可以看出，化学是以指数函数的形式向前发展的。没有一门其他科学能像化学那样在过去的100年中创造出如此众多的新化合物。这个成就用“空前辉煌”来描述并不过分。但“化学家太谦虚”（这句话是Nature杂志在2001年的评论中说的，参见文献〔1〕），不会向社会宣传化学与化工对社会的重要贡献。因此20世纪化学取得的辉煌成就，并未获得社会应有的认可。 二、20世纪发明的七大技术中最重要的是信息技术、化学合成技术和生物技术 报刊上常说20世纪发明了六大技术： 包括无线电、半导体、芯片、集成电路、计算机、通讯和网络等的信息技术； 基因重组、克隆和生物芯片等生物技术； 核科学和核武器技术； 航空航天和导弹技术； 激光技术； 纳米技术。 但却很少有人提到包括新药物、新材料、高分子、化肥和农药的化学合成（包括分离）技术。上述六大技术如果缺少一两个，人类照样生存。但如没有发明合成氨、合成尿素和第一、第二、第三代新农药的技术，世界粮食产量至少要减半，60亿人口中的30亿就会饿死。没有发明合成各种抗生素和大量新药物的技术，人类平均寿命要缩短25年。没有发明合成纤维、合成橡胶、合成塑料的技术，人类生活要受到很大影响。没有合成大量新分子和新材料的化学工业技术，上述六大技术根本无法实现。这些都是无可争辩的事实。 但化学和化工界非常谦虚，从来不提抗议。我们应该理直气壮地大力宣传20世纪发明了七大技术，即化学合成（包括分离）技术和上述六大技术。这七大技术发明可以按照人类需要的迫切性和由它们衍生的产业规模的大小来排序： （1）从人类对七大技术发明的需要迫切性来看，化学合成和分离技术应当排名第一，已如前述，因为它是人类生存的绝对需要，没有它，全世界一半人口要饿死。它还为其余六大技术发明提供了不可或缺的物质基础。国外传媒把哈勃（Haber）的合成氨技术（Haber process）评为20世纪最重要的发明，是很有道理的。 排名第二的是信息技术，第三是生物技术，以下依次是航空航天技术，核技术，纳米技术和激光技术。也许有人会问汽车产业不是比飞机还重要吗？但第一辆内燃机汽车是德国人在1886年发明的，所以汽车、火车、炼钢等都是19世纪发明的重大技术。而合成氨技术是哈勃在1909年发明，在1918年因而获得诺贝尔化学奖。高分子合成技术是20世纪50年代发展起来的。新药物、新材料的合成更是近50年的事。因此合成化学技术是20世纪的重大发明。 （2）从20世纪的七大技术发明衍生的产业规模及其对世界经济的影响来看，排名次序如下：第一是信息产业，第二是由化学合成（包括分离）技术衍生的石油化工、精细化工、高分子化工和药物、农药工业等产业，以及从空气中分离出氧气和氮气，从电解水中分离出氢气，作为电动汽车的燃料，为解决将来水资源缺少的海水淡化产业等。 第三是飞机、航天、人造卫星及导弹产业，第四是核电站和核工业。这4个产业都是非常大的产业。其中在核产业中，有很大一部分是化工产业，如核燃料的前处理和后处理工业，重氢、重水工业、稀有元素冶炼工业等，又如信息产业和航空航天导弹卫星产业中，都依靠冶金、稀有元素冶炼和高分子等化学合成产业。 相对于前述4个产业而言，排在第五的生物技术产业、排在第六的纳米技术产业和排在第七的激光技术产业这3个现在还是小产业。其中纳米产业实际上是化学家发明C60等巴基球和碳纳米管等衍生出来的合成化学产业，以及用各种方法把化学物质制成纳米尺度的合成产业。 所以20世纪和21世纪上半叶理应称为信息和化学合成时代，要到21世纪下半叶才能称为生物技术时代，因为目前生物技术的实际应用和产业规模还很小，远远不及信息产业和合成化工产业。 三、化学是一门中心科学 化学是一门中心科学，化学与生命、材料等八大朝阳科学有非常密切的联系，产生了许多重要的交叉学科，但化学作为中心学科的形象反而被其交叉学科的巨大成就所埋没。 化学是一门承上启下的中心科学。科学可按照它的研究对象由简单到复杂的程度分为上游、中游和下游。数学、物理学是上游，化学是中游，生命、材料、环境等朝阳科学是下游。上游科学研究的对象比较简单，但研究的深度很深。下游科学的研究对象比较复杂，除了用本门科学的方法以外，如果借用上游科学的理论和方法，往往可收事半功倍之效。化学是中心科学，是从上游到下游的必经之地，永远不会像有些人估计的那样将要在物理学与生物学的夹缝中逐渐消亡。 化学又是一门社会迫切需要的中心科学，与我们的衣、食、住（建材、家具）、行（汽车、道路）都有非常紧密的联系。我国高分子化学家胡亚东教授最近发表文章指出：高分子化学的发展使我们的生活基本被高分子产品所包围。化学又为前述六大技术提供了必需的物质基础。 化学是与信息、生命、材料、环境、能源、地球、空间和核科学等八大朝阳科学（sun-rise sciences)都有紧密的联系、交叉和渗透的中心科学。 化学与八大朝阳科学之间产生了许多重要的交叉学科，但化学家非常谦虚，在交叉学科中放弃冠名权。例如“生物化学”被称为“分子生物学”，“生物大分子的结构化学”被称为“结构生物学”，“生物大分子的物理化学”被称为“生物物理学”，“固体化学”被称为“凝聚态物理学”，溶液理论、胶体化学被称为“软物质物理学”，量子化学被称为“原子分子物理学”等。 又如人类基因计划的主要内容之一实际上是基因测序的分析化学和凝胶色层等分离化学，但社会上只知道基因学，看不到化学家在其中有什么作用。再如分子晶体管、分子芯片、分子马达、分子导线、分子计算机等都是化学家开始研究的，但开创这方面研究的化学家却不提出“化学器件学”这一新名词，而微电子学专家马上看出这些研究的发展远景，并称之为“分子电子学”。 又如化学家合成了巴基球C60，于1996年被授予诺贝尔化学奖，后来化学家又做了大量研究工作，合成了碳纳米管。但是许多由这一发明所带来的研究被人们当作应用物理学或纳米科学的贡献。 内行人知道分子生物学正是生物化学的发展。在这个交叉领域里化学家与生物学家共同奋斗，把科学推向前进。但在中学生或外行看来，“分子生物学”中“化学”一词消失了，觉得化学的领域越来越小，几乎要在生物学与物理学的夹缝中消亡。 这样，化学这门重要的中心科学（central science）反而被社会看作是伴娘科学（bridesmaid science）而不受重视。世界著名的Nature杂志也为化学家鸣不平，在2001年 发表了社论说：“化学的形象被其交叉学科的成功所埋没”。但化学家仍然很谦虚，居然不喊不叫也不抱怨。化学家的谦虚本是美德，但因此而在社会上造成化学是落日科学（sunset science）的印象，吸引不到优秀的年轻学生，这个问题就大了。 四、化学有没有理论 有人说：“化学没有理论，只是一堆白菜，21世纪的化学没有什么可搞的了”。这也是化学不被认同的理由之一。对于这个问题，我国著名化学家唐敖庆院士有很好的回答，他指出19世纪的化学有三大理论成就： 经典原子分子论，包括建筑在定比、倍比和当量定律基础上的道尔顿原子论，以及包括碳4价及开库勒提出的苯分子结构等工作为中心内容的分子结构和原子价理论。 门捷列夫的化学元素周期律。 CM古尔德贝格和P瓦格提出的质量作用定律是宏观化学反应动力学的基础。 道尔顿的原子论和门捷列夫的化学元素周期律对于20世纪玻尔建立原子的壳层结构模型具有十分重要的借鉴作用。所以化学和物理学这两个姐妹学科是互相促进的。 20世纪的化学也有三大理论成就： 化学热力学，可以判断化学反应的方向，提出化学平衡和相平衡理论。 量子化学和化学键理论，量子化学家鲍林提出的氢键理论和蛋白质分子的螺旋结构模型，为1953年沃生和克里克提出DNA分子的双螺旋模型奠定了基础，后者又为破解遗传密码奠定基础。所以化学与生物学也是互相促进的。 20世纪60年代发展起来的分子反应动态学。 没有这三大理论，要取得合成2 285万种化合物的辉煌成就是不可能的。因此，“化学没有理论，只是一堆白菜”的说法，是不公正的。 到了21世纪，世界数学家协会提出七大数学难题，筹集了700万美元，悬赏100万美元给每一个难题的解决者。 物理学提出了五大理论难题： 4种作用力场的统一问题，相对论和量子力学的统一问题。 对称性破缺问题。 占宇宙总质量90%的暗物质是什么的问题。 黑洞和类星体问题。 夸克禁闭问题等。 21世纪的生物学也有重大难题和奋斗目标： 后基因组学和人类疾病的消除。 蛋白质组学。 脑科学。 生物如何进化？生命如何起源等。 但化学家又比较谦虚，好像没有人明确提出哪些是化学要解决的世纪难题。这样与物理学和生物学相比，就会显得化学没有什么伟大的目标了。其实化学家心目中是有自己的奋斗目标的，只是不愿多说。但这又造成“化学无理论”的错误印象。这是近年来在世界范围内出现的淡化化学的思潮的主观原因之一。那么化学果真提不出重大难题吗？作者曾经初步提出21世纪化学有四大难题。 五、21世纪化学的四大难题 化学的第一根本规律（第一个世纪难题）：建立精确有效而又普遍适用的化学反应的含时多体量子理论和统计理论。 化学是研究化学变化的科学，所以化学反应理论和定律是化学的第一根本规律。19世纪CM古尔德贝格和P瓦格提出的质量作用定律，是最重要的化学定律之一，但它是经验的、宏观的定律。 H艾林的绝对反应速度理论是建筑在过渡态、活化能和统计力学基础上的半经验理论。过渡态、活化能和势能面等都是根据不含时间的薛定谔第一方程来计算的。所谓反应途径是按照势能面的最低点来描绘的。这一理论和提出的新概念虽然非常有用，但却是不彻底的半经验理论。 近年来发展了含时Hartree-Fock方法，含时密度泛函理论方法，以酉群相干态为基础的电子-原子核运动方程理论，波包动力学理论等。但目前这些理论方法对描述复杂化学体系还有困难。 所以建立严格彻底的微观化学反应理论，既要从初始原理出发，又要巧妙地采取近似方法，使之能解决实际问题，包括决定某两个或几个分子之间能否发生化学反应？能否生成预期的分子？需要什么催化剂才能在温和条件下进行反应？如何在理论指导下控制化学反应？如何计算化学反应的速率？如何确定化学反应的途径？等等，是21世纪化学应该解决的第一个难题。 化学的第二个世纪难题：分子结构及其和性能的定量关系。 这里“结构”和“性能”是广义的，前者包含构型、构象、手性、粒度、形状和形貌等，后者包含物理、化学和功能性质以及生物和生理活性等。虽然WKohn从理论上证明一个分子的电子云密度可以决定它的所有性质，但实际计算困难很多，现在对结构和性能的定量关系的了解，还远远不够。要大力发展密度泛函理论和其他计算方法。这是21世纪化学的第二个重大难题。例如： ① 如何设计合成具有人们期望的某种性能的材料？ ② 如何使宏观材料达到微观化学键的强度？例如“金属胡须”的抗拉强度比通常的金属丝大一个数量级，但还远未达到金属-金属键的强度，所以增加金属材料强度的潜力是很大的。又如目前高分子纤维达到的强度要比高分子中的共价键的强度小两个数量级。这就向人们提出如何挑战材料强度极限的大难题。 ③ 溶液结构和溶剂效应对于性能的影响。 ④ 具有单分子和多分子层的膜结构和性能的关系。以上各方面是化学的第二个根本问题，其迫切性可能比第一个问题更大，因为它是解决分子设计和实用问题的关键。 化学的第三个世纪难题：生命现象中的化学机理问题。 充分认识和彻底了解人类和生物体内分子的运动规律，无疑是21世纪化学亟待解决的重大难题之一。例如： ① 研究配体小分子和受体生物大分子相互作用的机理，这是药物设计的基础。 ② 化学遗传学为哈佛大学化学教授Schreiber所创建。他的小组合成某些小分子，使之与蛋白质结合，并改变蛋白质的功能，例如使某些蛋白酶的功能关闭。这些方法使得研究者们不通过改变产生某一蛋白质的基因密码就可以研究它们的功能，为开创化学蛋白质组学，化学基因组学（与生物学家以改变基因密码来研究的方法不同）奠定基础。因此小分子配体与生物大分子受体的相互作用的机理，是一个重大的理论化学问题，值得人们关注。 ③ 光合作用的机理——活分子催化剂叶绿素如何利用太阳能把很稳定的CO2和H2O分子的化学键打开，合成碳水化合物〔CH2O]n，并放出氧气，供人类和其他动物使用。 ④ 生物固氮作用的机理。 ⑤ 搞清楚牛、羊等食草动物胃内酶分子如何把植物纤维分解为小分子的反应机理，为充分利用自然界丰富的植物纤维资源打下基础。 ⑥ 人类的大脑是用“泛分子”组装成的最精巧的计算机。如何彻底了解大脑的结构和功能将是21世纪的脑科学、生物学、化学、物理学、信息和认知科学等交叉学科共同来解决的难题。 ⑦ 了解活体内信息分子的运动规律和生理调控的化学机理。 ⑧ 了解从化学进化到手性和生命起源的飞跃过程。 ⑨ 如何实现从生物分子（biomolecules）到分子生命（molecular life）的飞跃？如何制造活的分子（make life），跨越从化学进化到生物进化的鸿沟。 ⑩ 蛋白质和DNA的理论研究。 化学的第四个世纪难题：纳米尺度的基本规律。 当尺度在十分之几到10 nm的量级，正处于量子尺度和经典尺度的模糊边界（fuzzy boundary）中，有许多新的奇异特性和新的效应，新的规律和重要应用，值得理论化学家去探索研究。下面举例说明纳米效应： ① 如以银的熔点和银粒子的尺度作图，则当粒子尺度在150 nm以上时，熔点不变，为3 ℃，即通常的熔点。以后熔点随尺度变小而下降，到5 nm时为100 ℃。又如金的熔点为1 063 ℃,纳米金的熔化温度却降至330 ℃。在纳米尺度，热运动的涨落和布朗运动将起重要的作用。因此许多热力学性质，包括相变和“集体现象”（collective phenomena）如铁磁性、铁电性、超导性和熔点等都与粒子尺度有重要的关系。 ② 纳米粒子的比表面很大，由此引起性质的不同。例如纳米铂黑催化剂可使乙烯催化反应的温度从600 ℃降至室温。这一现象为新型常温催化剂的研制提供了基础，有非常重要的应用前景。纳米催化剂能否降低反应活化能？这是值得研究的一个理论问题。 ③ 当代信息技术的发展，推动了纳米尺度磁性(nanoscale magnetism）的研究。 ④ 电子或声子的特征散射长度，即平均自由程，在纳米量级。当纳米微粒的尺度小于此平均自由途径时，电流或热的传递方式就发生质的改变。 ⑤ 与微粒运动的动量p=mV相对应的de Broglie波长l=h/p，通常也在纳米量级，由此产生许多所谓“量子点”（quantum dots）的新现象。所以纳米分子和材料的结构与性能关系的基本规律是21世纪的化学和物理需要解决的重大难题之一。 六、化学家缺少品牌意识，没有在社会上树立化学的美好品牌 化学没有树立品牌，化学与化工被认为是污染源，这也是缺少生源的原因之一。其实，造成环境污染的不仅仅是化学，更重要的是森林破坏，水土流失，沙漠化和沙尘暴，汽车尾气排放，煤燃烧等。而分析、监测、治理环境污染的正是化学家。化学家已提出绿色化学的奋斗目标。化学家不但要认识世界、改造世界，还要保护世界。在于增强自身对化学污染的防护意识在于习得应对化学品伤害的急救措施更在于提高自身在极端恶劣环境下的存活能力……据上海某著名高校F化学系一位搞有机化学的老教授Y自称一次生病住医院，开刀，要全身麻醉医师们按常规量开出的麻醉处方竟然毫无效果double之后他还意识清醒，没有晕过去楞是加到三倍剂量才把他摆平教授Y最后总结道，“老子玩了一辈子乙醚，还怕那些个？”