一、注重知识与生活的联系,激活学生的思维
例1将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上,一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗,液滴外沿棕色铁锈环(b),如图1所示。①导致该现象的主要原因是什么?②液滴边缘是正极区,发生的电极反应是什么?③如何运用电化学原理设计制备Fe(OH)2?
解析以现实生活中钢铁生锈的现象为场景,分析得出钢铁发生吸氧腐蚀,出现棕色铁锈环的原因是液滴之下氧气含量比边缘少;正极反应为:O2+2H2O+4e-4OH-;运用电化学反应原理可以设计装置制备Fe(OH)2,如图2所示。
图1图2
点评化学知识不是孤立存在的,知识间存在着联系,例1的设置就是将氧化还原反应用到了电化学中,将氧化还原反应与其关联的内容有机融合,切身感受到知识结构的系统化、立体化,同时从生活实际情景出发,创设了一个钢铁腐蚀的情景,让学生感受到学习化学知识的价值性,有利于激活学生主动分析问题、解决问题的思维,促进知识的迁移。
二、围绕概念的含义,促进思维发展
例2在一定温度下,向恒容密闭容器(1L)中充入1molCO和1molH2O气体,发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)(Δn=0),并达到平衡。
(1)再分别向容器中充入1molCO或1molH2O气体则平衡移动。
(2)若改为再一次性充入1molCO和1molH2O气体,则平衡移动。
解析第(1)问很容易回答,根据勒夏特利原理:在恒温、恒容下,增大反应物浓度,正反应速率加快,v(正)>v(逆),平衡向正反应方向移动。而第(2)问有的学生往往会借助“等效平衡”的知识进行判断:一次性再充入1molCO和1molH2O气体,相当于在原平衡基础上加压,但因左右两边Δn(气)=0,压强对该可逆反应的平衡没有影响,或者说所得平衡与原平衡是“等效平衡”,所以平衡不移动。这样借助“等效平衡”来分析“化学平衡”的问题思路是正确的,但是“等效平衡”其实只是探讨“平衡状态”,并不能讨论条件改变下“平衡移动”的过程。事实上,第(2)问,“若改为再一次性充入1molCO和1molH2O气体”,判断平衡移动的问题,我们仍然应该用“平衡移动原理”这个最基本的概念来解决。当同时充入1molCO和1molH2O气体,v正在原平衡的基础上增大很多,而此瞬间v逆不变,所以,
v正>v逆,平衡向正反应方向移动。只是此时建立起的“新平衡状态”与“原平衡状态”等效,反应物的转化率相同。以上分析可知,恒温下,向1L的密闭容器中充入1molCO和1molH2O(g)建立了平衡,再向其中充入1molCO和1molH2O,化学平衡移动的过程与在一定温度下,向2L的密闭容器中充入2molCO和2molH2O(g)建立了平衡,再将体积缩小为1L,
达到的平衡为等效平衡,所以体系中各物质的浓度、百分含量等都相等但其过程是不同的。
点评所谓“化学平衡的移动”,就是指外界条件改变,引起了反应速率的变化,使“v正≠v逆”,平衡“向左或向右移动”。“向左移动”即平衡向“逆反应方向移动”,“向右移动”即平衡向“正反应方向移动”。如果平衡“向右移动”则有这样的结果:新平衡状态与改变条件后的瞬间状态相比,反应物的物质的量增大,生成物的物质的量减小;同理,平衡“向左移动”的结果:新平衡状态与改变条件后的瞬间状态相比,反应物的物质的量减小,生成物的物质的量增大。那么,若“化学平衡不移动”,则有反应物和生成物的物质的量均不变。在高中习题教学中一定要引导学生从概念本身出发,
实现知识内化与思维发展的共同提升。
三、关注学生思维模糊点,提高规律辨析能力
例3室温条件下,将以下两种溶液等体积混合后,判断正确的是()。
A.pH等于10的氢氧化钠溶液与pH等于4的醋酸混合,所得溶液呈碱性
B.pH等于11的MOH溶液与0.001mol/L的盐酸混合,所得溶液呈碱性,则MOH为弱碱
C.0.1mol/L的氨水溶液与0.1mol/L的盐酸混合,溶液呈酸性
D.pH等于11的氨水与0.001mol/L的盐酸混合,溶液呈酸性
解析这个例题涉及到知识点:溶液中只存在强酸弱碱盐,发生水解,水溶液必然呈酸性,反之呈碱性。如果,还同时有其它成分存在于溶液之中,有发生逆转的可能。A选项的两种溶液等体积混合,即使有醋酸钠水解呈碱性,不过因为弱电解质部分电离,所以氢氧化钠的浓度将远远小于醋酸的浓度,因此两者等体积混合后是醋酸和醋酸钠的混合溶液呈酸性;反推B选项,如果MOH是弱碱,那么两者混合后,碱将过量,溶液呈碱性,B正确;C选项中的两种溶液等体积混合恰好反应,盐水解呈酸性;D选项中的两种溶液等体积混合,氨水过量,所以呈碱性。
点评纵观近些年各地的高考试题,“盐类水解”备受高考命题者的亲睐,虽然大家都知道是高考的热点,关注度也很高,但从学生做题的实际情况来看,失分率还是很高,为什么呢?学生容易把盐类水解和弱电解质的电离平衡混为一谈,思维认识不够清晰,所以导致了错误。不仅仅是盐类水解这一章节,对于高中化学的其他知识点也存在学生容易混淆的地方,因此复习必须有针对性地设置习题进行复习,
提升能力,发展思维。
四、注重问题设置的层次性,逐渐深化学生思维
例4HA与HB两种一元酸在25℃时,pH都是2,现等体积地取两图3种酸并加水稀释一定的倍数,忽略体积变化即体积具有加和性,发现它们的pH变化与加水的体积之间满足如图3所示的关系,分小组讨论解决下列问题:
问题1:写出HB电离方程式,分析其溶液中可能会有哪些离子和分子?
问题2:两酸在稀释前,哪个电离度比较大?哪个物质的量浓度比较大?
问题3:取0.01mol/L的HA溶液5mL,向其中加入VmL水后,溶液的pH如图3,求V的值?
问题4:取等体积的两酸溶液,接着分别加入等足量且大小相同的Zn块,试分析,那种酸容易反应时产生H2速率较大?产生气体又是哪种多?
问题5:若因某一条件改变,使得αHB增大,如下正确的说法有()。
A.cHB一定增大;B.溶液的酸性一定增强;C.溶液的温度一定升高;
D.B-总个数一定增多;E.溶液中cH+与cB-的乘积一定不变;F.cB-/cHB可能增大。
1.在化学平衡体系中,增大反应物的量,平衡一定向正反应方向移动。
辨析:①增大反应物中气体或溶液的浓度,平衡一定向正反应方向移动。⑵若增大固体或纯液体反应物的量,平衡不移动。③在FeCl3和KSCN混合溶液中加入浓KCl溶液,Fe(SCN)3+3KClFeCl3+3KSCN平衡不移动,若改为离子方程式,可看出该平衡实质与KCl无关。
2.增大有气体参加的化学反应平衡体系的压强,平衡一定发生移动。
辨析:对反应前后气体总分子数没有变化的平衡,不论通过什么方式增加压强,平衡均不移动。而对反应前后气体总分子数不相等的平衡,则要看通过什么方式增加压强来定。①若通过缩小反应容器体积方式增加压强,平衡肯定发生移动。②恒温恒容条件下通入某一平衡组分气体使体系压强增大,平衡要发生移动。③恒温恒容条件下通入某一“惰性”气体使体系压强增大,平衡不发生移动,(因为,此时组分的分压不变,也即各组分的浓度不变)。
3.化学平衡体系中,组分的浓度改变,平衡一定移动。
辨析:可逆反应达到平衡状态的重要特征之一,是平衡混合物中组分的百分含量不变,而不是浓度不变,即组分的浓度是否改变不能作为平衡的判据。平衡混合物百分含量改变,组分的浓度一定改变,平衡一定发生移动。但组分的浓度改变,平衡混合物百分含量不一定改变,平衡也就不一定发生移动。如在密闭容器中2HI(气)=H2(气)+I2(气)反应达平衡后,若通过推进活塞缩小容器的体积,此时,容器内平衡混合物各组分浓度均增大,而百分含量不变,平衡不发生移动。
4.平衡被破坏,必然导致平衡发生移动。
辨析:平衡被破坏――笼统的说,指平衡状态的任一指标(如组分的反应速率、平衡时的绝对量、含量、转化率等)发生改变。平衡发生移动――主要指平衡混合物的含量(X)发生改变,等效平衡的概念对这一观点是最好的支持,同一可逆反应的两平衡状态,只要两状态下平衡混合物组分的含量(X)相同,即可认为两平衡状态等效,而等效平衡之间相互转化不可视为平衡移动。
如:①催化剂不能使平衡发生移动,这是不争的结论,但它能使平衡的υ1(正)=υ1(逆)变为υ2(正)=υ2(逆),因为υ1≠υ2,所以可认为平衡已被破坏。②对反应前后气体总分子数不相等的平衡,如A2(气)+B(气)2AB(气),若通过推进活塞缩小容器的体积,此时,容器内平衡混合物各组分浓度均增大,速率也比原来增大了,即平衡被破坏了,但平衡没有发生移动。所以平衡发生移动,一定先被破坏;但平衡被破坏,不一定发生移动。
5.只要化学平衡反应速率改变,则平衡一定发生移动。
辨析:一般说,只要改变平衡浓度、温度、压强条件之一,或加催化剂,平衡的速率都要改变,但化学平衡不一定发生移动。如①加催化剂只能改变反应速率,可缩短反应达到平衡时间,平衡不可能发生移动。②如象A2(气)+B(气)2AB(气)化学平衡,恒温恒容并按计量数比改变各组分的量,或者恒温改变容器体积,虽反应速率都发生改变,但平衡并没有移动。化学反应速率与平衡移动的关系是:
υ(正)υ(逆)时,平衡向正反应方向移动;
υ(正)=υ(逆)时,平衡不发生移动;
υ(正)υ(逆)时,平衡向逆反应方向移动。
故平衡发生移动,平衡的速率都要改变;但平衡速率改变,不一定发生移动。
6.增大平衡体系的压强,反应速率一定增大。
辨析:首先,要看平衡中各物质的状态,若对无气体参加的化学平衡,无论通过什么方式增加体系压强,反应速率都无明显改变。其次,对于有气体参加的化学平衡,则要看通过什么方式增加压强来定。①若通过缩小反应容器体积方式增加压强,反应速率肯定增大。②恒温恒容条件下通入某一平衡组分气体使体系压强增大,反应速率也是增大。③恒温恒容条件下通入某一“惰性”气体使体系压强增大,反应速率肯定不变。
7.平衡向正反应方向移动,则反应的转化率一定提高。
辨析:这个问题要分两种情况讨论。一、由于改变压强或改变温度,使平衡向正反应方向移动,反应的转化率是一定提高。二、在中学阶段,若从反应过程看平衡移动。由于改变浓度平衡向正反应方向移动,反应的转化率不一定提高。如;
①当反应物只有一种时。如mA(g)+pC(g)+qD(g),达到平衡后,增加A的量,相当于加压,平衡向正反应方向移动,但该反应A的转化率的变化与气体物质的化学计量数有关:
当mp+q,A的转化率增加;
当m=p+q,A的转化率不变;
当mp+q,A的转化率减少。
②当反应物有两种时。如mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)。若只增加A的量,A的转化率减少,B的转化率增加。若按原比例同倍数增加A和B的量,平衡向正反应方向移动,但该反应A的转化率的变化与气体物质的化学计量数有关:
当m+np+q,A的转化率增加;
当m+n=p+q,A的转化率不变;
当m+np+q,A的转化率减少。
8.恒温恒容条件下的等效平衡,两平衡状态必须满足――投料量相同。
辨析:“等效”通常是指同一个化学反应两平衡状态的平衡混合物的百分比含量相等。判断同一反应的两平衡状态是否等效,必须依据容积、温度、压强及一个化学平衡的特征(这里主要指反应前气体的总分子数与反应后气体的总分子数之差,用N表示)。通常有以下几种情况,①恒温恒压下,不管N是否为零,只要反应物投料比相同,两平衡状态等效(此时,X相等,n、c、v等不一定相等);②恒温恒容下,不管N是否为零,只要反应物投料量相同,两平衡状态一定等效(此时,X、n、c、v等一定相等);③根据“等效”概念,在恒温恒容下,当N=0时,只需反应物投料比相同的两平衡状态,就有X相等,此时两平衡状态等效。因此,原结论是错误的。
9.催化剂对化学平衡没有任何影响。
辨析:在化学平衡中加入适当的催化剂,虽然催化剂不能使平衡发生移动,但对平衡是有影响的,它能使平衡的υ1(正)=υ1(逆)变为υ2(正)=υ2(逆)。因为υ1≠υ2,所以可认为原平衡已被破坏。因此,只能说“催化剂对化学平衡移动没有任何影响”。而不能说“催化剂对化学平衡没有任何影响”。
平衡移动是一定条件下的动态平衡
矛盾的对立统一,是在一定制约基础上的对立统一。一个平衡系统的调节能力是有一定限度的,外界的影响超过这个限度,平衡就会遭到破坏。化学中,缓冲溶液的平衡移动也有一定的PH值范围。人体的血液就是一种缓冲溶液,其pH值大约是7.4,稍有偏离就会生病;当pH值超出7~7.8这个范围时,人就会死亡。再如,弹簧的振动,如果无限制地拉长,弹簧会变成一根铁丝,就不再有弹簧的振动,也就不会再有弹簧的振动平衡。
当然,自然界的生态平衡也有一定的局限性。例如,笔者在上文中提到的轻度污染水塘,如果一旦排放的污染物超过微生物的降解能力,水就会变臭,鱼虾也不能存活。又如,澳大利亚有其独具特色的本土生态环境,但自从英国人在20世纪40年代引入欧洲野兔后,由于缺乏天敌,结果原有的生态平衡被打破,兔子泛滥成灾,使草原植被受到严重破坏。
太阳辐射的紫外线如果直接达到地球表面,就会破坏生物体中的蛋白质和基因物质,造成细胞的变异和死亡。然而,大自然的鬼斧神工却改变了这一过程,大气中存在的臭氧层能将大部分太阳紫外线辐射吸收。这是由于臭氧和氧气之间存在的平衡,使大气中形成了较为稳定的大气层。近年来,氟氯烷烃在工业生产中的使用越来越多,主要用于冷冻设备的制冷剂,医用、美发、空气清新的气雾剂以及烟草工业的烟丝膨胀剂。氟氯烷烃在高空中会释放出氟原子和氯原子,它们遇到臭氧分子后,会成为臭氧分解为氧气的催化剂,夺走臭氧中的氧原子,使平衡受到破坏。因此,笔者认为,必须不容缓地采取有效行动,切实保护好人类赖以生存的臭氧层。
森林是大自然的总调度室,是人类的宝贵财富。它能够调节气候,美化环境,维护生态的平衡。因此,用绿色装点祖国的山河,筑起一道绿色长城,当代人责无旁贷。大自然造就了人类,也展示了奇妙的平衡系统。“大平衡”理论从另一个角度对“平衡”进行了精辟的论述:平衡是宇宙之本体,存在之缘由,万物之规律,事物之起点、过程、终点、顺序、状态。
关键词:化学教学等效平衡数学证明模型证明
1.问题的提出
等效平衡一直是化学教学中的难点,很多学生遇到此类问题总有一种恐惧感,信心不足,究其原因,主要是对“为什么等效,哪些量是等效的”没有真正理解,遇到新的情境不知道用哪一类型的等效平衡。本文对等效平衡的结论进行了数学证明和模型说明,以使学生真正理解等效平衡的实质。
2.等效平衡的数学证明
2.1等效平衡的概念
对于同一可逆反应,当外界条件一定时,该反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,或是从中间状态(既有反应物又有生成物的状态)开始,只要达到平衡时同种物质的百分含量(体积分数、物质的量分数等)均相同,这类平衡就称为等效平衡。
2.2等效平衡的类型
2.2.1恒温恒容前后气体体积不等条件下的等效平衡
在等T、等V条件下,对于反应前后气体体积不等的反应:若改变起始加入情况,只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡时左右两边同一边物质的物质的量与原平衡相同,则两者平衡等效。
如:N+3H?葑2NH
1mol3mol0mol
0mol0mol2mol
0.5mol1.5mol1mol
在上述三种情况中,达平衡时NH的体积分数、质量分数、浓度、物质的量、质量、分子数完全相同,叫全等效。
为什么在等温和等容条件下,1molN和3molH与2molNH是等效的呢?我们可以利用等温条件下平衡常数不变来证明。下面以2A?葑B为例来证明:为什么在等温等容条件下2mol・L的A和1mol・L的B是等效的(假设某温度下该反应的平衡常数K=1)。
2A?葑B
起始浓度(mol/L)20
转化浓度(mol/L)2x
平衡浓度(mol/L)2-2xx
K==1x==1(mol/L)
2A?葑B
起始浓度(mol/L)01
转化浓度(mol/L)2xx
平衡浓度(mol/L)2x1-x
K==1x=(mol/L)
达平衡时B的浓度为:1-x=1-=(mol/L)
所以在等温、等容条件下2mol・L的A和1mol・L的B达平衡时B的平衡浓度是不变的,还可以得出其他各物质的浓度、体积分数、质量分数、物质的量分数、物质的量、质量、分子数等完全相同。
2.2.2恒温恒容前后气体体积相等条件下的等效平衡
只要按化学计量数换算成平衡式左右两边中同一边物质的物质的量之比与原平衡相同,则达平衡后与原平衡等效。
下面以反应H(g)+Br(g)?葑2HBr(g)为例证明浓度各为1mol・L的H和Br与2mol・L的H和Br是等效的(假设某温度下该反应的平衡常数K=1)。
H(g)+Br(g)?葑2HBr(g)
起始浓度(mol/L)110
转化浓度(mol/L)xx2x
平衡浓度(mol/L)1-x1-x2x
K==1x=
HBr的物质的量分数==
H(g)+Br(g)?葑2HBr(g)
起始浓度(mol/L)220
转化浓度(mol/L)xx2x
平衡浓度(mol/L)2-x2-x2x
K==1x=
HBr的物质的量分数==
所以在等温、等容、等气体体积的条件下,1mol・L的H和Br与2mol・L的H和Br是等效的,即各物质的量分数、质量分数、体积分数是等效的,但各物质的浓度、物质的量、质量等是成比例的。所以此等效平衡又称为不完全等效平衡。
2.2.3恒温恒压条件下的等效平衡
只要按化学计量数换算成平衡式左右两边中同一边物质的物质的量之比与原平衡相同,则达平衡后与原平衡等效。
举例说明:恒温恒压时,判断哪些是等效平衡?
N+3H?葑2NH
A.2mol6mol0mol
B.0mol0mol4mol
C.0.5mol1.5mol1mol
D.1mol3mol2mol
同样,把这四种起始状态的生成物的物质的量都“归零”,全部换算成反应物。结果发现N与H的物质的量之比均为1∶3,因为压强和温度不变,根据PV/T=nR,可知,如果压强和温度不变,物质的量增大到原来的n倍,则体积也会增大到原来的n倍,相当于各物质的量浓度保持不变,故属于等效平衡,与恒温恒容(定T、V)前后气体体积相等条件下的情况相同。
3.等效平衡的模型证明
对于等温等容下的等效平衡,我们可以用“复制压缩”的思想方法来证明。
例如:在一定的等温条件下,向两个容积相同的甲、乙密闭容器中分别加入1molH(g)、1molI(g)和2molH(g)、2molI(g),问:达到平衡时,两容器中HI的物质的量分数、物质的量浓度、物质的量的大小关系?
图A是温度为T,体积为V,开始充有1molH(g)和1molI的平衡状态,现在我们复制一个与A一模一样的平衡状态A′,并把它们合并,组成了一个温度为T,体积为2V,开始充有2molH(g)和2molI的平衡状态B,平衡状态B与平衡状态A是等效的,即各物质的物质的量分数、质量分数、体积分数是相等的,且物质的量浓度也是相等的。现在将B压缩到原来的体积V,变成B′,这样就符合题目的要求:等温等容。B到B′虽被压缩,由于前后气体系数相等,因此平衡不移动,各物质的量分数是不变等效的。但由于最后B′的体积变为B的一半,因此B′中各物质的浓度变为B中(与A相等)的两倍,B′中各物质的质量、物质的量也变为A中的两倍,即是成比例的。
主要概念;心理健康心理状态心理平衡心理病变心理健康的自觉平衡统一说心理病变的昏乱失衡说心理失衡心理昏乱
一心理健康
何调心理健康?这是心理学、精神病学、心理卫生学等许多学科共同关心的重大理论问题。其说甚多,现选有代表性的理论供借鉴。
“心理健康(xmentalheallh)就个体的心理状态而言,心理健康指个体在一般适应能力、自我满足能力,人际间各种角色的扮演,智慧能力,对他人的积极态度,创造性,自主性,成热性,对自己有利的态度,情绪与动机的自我控制等方面达到正常或良好水平。关于心理健康的正常状态,一般有四种意义:正常即健康状态,以有无心理疾病为判断标准;正常即平均状态,从统计学角度强调正常和异常之间的程度变化,处于正态分布中间范围的属于正常;正常即理想状态,正常是用来评价行为而非描述行为;正常即适应过程.将正常看作是不断发展进步的过程,心理健康的人能不断学习有效的技巧以应付紧张状态。这个心理健康概念仅仅描述了心理健康的有关现象,尚未把握到心理健康最一般的规定性。
下面再看(云五社会科学大辞典》(心理学)卷对心理健康的论述。该书没有专设心理健康的条目.只在“心理卫生”的条目中顺便论及心理健康的问题:心理健康的标准:“健康”虽为一极常用的形容词,但确极不易为之作一明确的界说。以”无病”为健康似应毫无疑义,但若干人常不自觉疾病之存在,若干疾病或尚无法诊察;所以并不易确定谁为健康的人。
心理健康的标准则更不易确定,因心理疾病症状之诊察更较为困难的缘故,因之一般学者多主张以整个行为的适应情况为基准,而不过分重视各别症状之有无。约言之。心理健康的人多能符合下列各点:
(1)乐于工作.且能将本身的知识与能力,在工作中表现出来:并能于工作中获得满足之感。
(2)能与他人建立和谐的关系,且乐于与人交往:其对人的态度.常是正面的态度(如喜悦、信赖、尊敬等)多于反面的态度(如敌视、怀疑、畏惧、好恶等)。
(3)对本身有适当的了解,并能有悦纳的态度。愿意努力发展其身心潜能,但对于无法补救的缺陷,也能安然接受,而不以为羞。
(4)和现实环境有良好的接触,并能作健全的适应。对生活中各项问题,能用切实有效的方法谋求解决,而不企图脱逃。这个心理健康标准从行为主义的角度描述了人在心理健康状态下行为的一些特点;对什么是心理健康的问题也避而未答。
概念上,上述文献末分心理与意识,其所谓心理健康,实际所指的就是意识健康。下而论述笔者的心理健康观。笔者的心理健康观可称之为心理健康的自觉平衡统一说:心理健康是自觉平衡统一的心理状态。这个定义包含如下四方面相互联系着的内容。
第一.心理健康是心理的一种状态。“心理健康”的矛盾概念是心理病变或心理疾病。这两个概念共同的最邻近的属概念是心理状态。明确了这三个概念间的种属关系就可以和我们前面讨论过的心理状态的理论联系起来了。心理健康状态的最重要的规定性在于健康;这是由定义包含着的以下三点内容来揭示的。
第二,心理健康的独特规定性就在于自觉、平衡.统一。自觉、平衡与统一这三个规定因素是从不同维度上进行概括的结果。它们之间有着以统一为核心的内在联系。“统一”是从心理的全局说的;“自觉”是人心理的统一形成的高层次的综合功能;“平衡则是心理各构成部分间相互关系的态势。下面,我们先看心理的统一。
心理的统一是在人整体整合下的根源于各心理要素的相对独立的心理整合状态。心理作为人整个机体的一个第一层次的要素,它也是由各系列,各亚层次的心理要素共同构成的。这些要素以结构与功能逐层递变的关系共同构成人的心理。心理作为一个第一层次的要素统一着各亚层次的心理要素,形成相对独立的整合。这种整合形成的内向作用力控制着并在一定范围内觉知着各内在构成要素;其外向作用力则是买现同肌肉、骨骼、皮肤、内脏、腺体等要素的相互结合,共同参加到人整体的整合中。因而,所谓心理的统一即在人体整合统一下的根源于各心理构成要素的相对独立的心理的整合,是根源于心理各层次要素作用力又在人整体统一下的心理力的网络体系。心理的构成要素甚多,从心理的全局来看有意识和意下心理两大部分,从心理过程模式的角度看,有不同系列的操作过程、感知过程、拮抗过程和反射过程;就意识的全局看,有意向、认识、情感三大部分.从另外的角度者则有智能、意志、情感三大部分;就人的观念而论,有自我意识和关于外部对象的意识,现实对象的意识和虚拟对象的意识等。这些不同的心理要素都有其独特的规定性,都有其结构与功能,都会这样那样地参加到心理的整合中,统一为心理,并在心理的统一下存在和发挥作用。在心理的统一中还包含着意识相对独立的统一。在个人的控制和感知上,意识的统一首先就是感到自己有一个以各种思想观念为核心,以自己感知和想象到的时空为范围的主观世界。这个主观世界的诸种过程、观念等都是观念的主体“我”的;“我”控制着它们,了解着它们,随“我”调遣,任“我”使用。通过意识的统一。人们了解着自我与外部客观世界,控制着自己的观念和肢体,把意识谱构成要素结构起来,形成一个完整的意识体系,与意下心理一起参加到人整体的整合中,协助整体的整合,把人各层次的构成要素统一为一个有机整体.从而实现人的生活行为。具有统一性是心理建构的根本规定性。
第三.心理健康的另一个重要规定因素就是自觉。自觉是意识统一形成的综合功能。所谓自觉即在人整体统一下的意识相对独立的整合对人自己的意识、肢体与整体的生活行为自控、自知、自塑、自正的作用规律。这种综合功能集中表现为如下四个方面。其一,自控,即意识的以现实为基准的自我控制作用。人诸多意识过程的行、止都在意识的控制、掌握之中。人对自己整个的意识状态都可以进行相应的调节与控制。人在生活行为中形成了大量的可以实证的现实意识:也形成了众多虚幻意识。一个心理健康的人,总是以现实意识为基准来控制自己的生活行为。其二,自知,即人以现实意识为基准对自己的观念、意识过程、相应动作和行为过程形成某种直接觉知和思维评价;从而了解自己的观念、意识过程、相应动作、相应行为过程展开的具体状况和品质上的优劣。其三,自塑.即人根据对自己知识、品德、能力等方面实际情况的了解;根据自己的需要与兴趣展开相应的学习,训练、修养,以便发展自己的德、识、学、能及身体素质。这就是所谓自我塑造。其四,自正或自我校正。人一旦发现自己的意识、动作、行为中的偏差、疏漏、缺陷,即会进行新的努力。通过学习、训练校正其偏差、弥补其疏漏.纠正其缺陷。自正的另一个重要表现是.自己一旦陷入心理失衡状态,则努力进行自我调节,抑制某些观念或建构某些新的观念,从而使自己的心理恢复平衡。。自正是自觉的一个重要表现。总之,自觉是人意识统一而形成的综合功能,是人心理健康的根本规定因素。第
四,心理健康是心理自觉平衡的统一状态,这里引入了心理平衡的概念。在学术界已有心理平衡说:
心理平衡(Psychologicalbalance)个人在认识上达到主客观统一.人们之间互相尊重、互相信任,保持着互助、友好、合作的关系。从而使群体里每个人都认识自己工作和生活的意义。而心理不平衡则是受歧视、侮辱、有压抑感甚至产生自卑、羞耻、绝望、抱怨、不满等消极情绪。这段话未给心理平衡下一个科学定义,仅仅描述了些有关现象。因而,对我们的研究来说还是不够的。何谓心理平衡?心理平衡是心理的各主要构成部分间协调一致的关系态势。这个定又包合以下两方面相互联系着的内容。其一,心理平衡是一种协调一致的关系态势。所谓关系态势是由诸构成部分组成的关系格局和动态的发展趋势。在心理平衡统一的关系态势下.各构成部分间具有协调一致的格局,具有某种稳定的积极的变化趋势。其二,心理平衡所指的诸构成成分间的协调一致。首先是意识与意下心理间的协同一致。其次是各系列的意识过程的协门一致。各种操作过程、感知过程都根据人生活行为和外部情境的需要及时展开,适时停止:各司其职,各尽其脱有主有从地恰当展开,达到诸意识过程间协调一致。再次,知、意、情三大范畴的协调一致。三者的一致主要指自己认识到的自身状况、生活环境、外部对象与自己意识倾向一致,引起肯定、接受的态度.诱发相应情感。还有,智能、意志与情感的协调一致。意志的控制坚持体用受智能过程肯定、协调.情感过程受智能过程约束,意志过程与情感过程也支持智能过程;从而使人的生活行为合理又坚定地进行下去。最后是不同观念的协调一致。这样,心理平衡就有了上述五个维度的协调一致。平衡是发挥自觉功能的动态平衡。
上面.我们分四个方面论述了心理健康的自觉平衡密统一说。具有自觉平衡统一状态的心理,是为健康的心理。上面,是对心理健康的正面论述。为进一步理解心理健康,还须把它与心理病变相对照。请看下1一节的论述。
二心理病变状态
当明确了心理健康后,就可进而讨论心理病变状态或心理疾病了.什么是心理疾病?首先看我国学术界代表性看法。
精神疾病(mentaldisease)由各种有害的物理、化学、生物、遗传、心理、社会、文化、环境等因素引起的心理或行为障碍,常损及患者的社会功能、人际关系和生活能力、可大致划分为:神经症(neurosis)和精神病psychosis)两大类。临床表现各有不同,神经症患者常存在各种心理冲突。焦虑、抑郁等不愉快的内心体验和躯体不适、但与现实环境仍有较好接触,多主动求医,迫切要求治疗。而精神病患者有较严重的认知、情感和行为紊乱,不能正常适应社会环境,现实检验能力往往受到损害,不承认自己有病、不主动求医,甚至拒绝治疗。
有的研究者把心理病变称为心理变态。何谓心理变态?张伯源、陈仲庚二位教授编著的《变态心理学〉是一本很好的教材。该书未给心理变态下定义.但概括了学术界常用的划分常态与变态的四个标准1.以检验作为标准;2.杜会常模和社会适应的标准:3.病因与症状存在与否的标准;4.统计学标准.对这些标准.张、陈二位也认为并非十全十美。变态标准应该根据心理病态的根本规定性而提出.看来,判定心理病变状态的根本规定性乃是第一位的研究任务。
从方法论上看,判定心理病变首先要根据心理病变的各种经验事实;其次则需与心理健康的经验事实相比较;其三,心理健康观是判定心理病变的主观参照系;其四是运有恰当的定义揭示心理病的包含着种种差异性的特有共性。上一节,我们提出了心理健康的自觉平衡统一论。以此理论为参照系,进一步提出心理病变的昏乱失衡说:心理病变是在人心理、社会文化、生物等原因作用下形成的昏乱失衡统一的心理状态。这个定义包含如下六方面相互联系的内容。第一,心理病变是一种昏乱失衡统一的心理状态。在上一节我们已论述了心理的统一。心理的统一可以是健康的统一,也可以是病变的统一。后一种统一即统一的某种心理疾病。心理病变的统一.又集中地规定于如下两点:第二,心理病变首先是一种失衡的统一。平衡与失衡是从诸心理要素间的关系态势上来着眼的。心理失衡是心理的诸内在构成要素的关系态势上的失衡。健康的人也会有心理失衡,但经过人自觉的调节,可使其心理恢复平衡统一的状态。心理变态者的失衡则难平复,形成某种失衡的统一,统一为某种心理疾病。病变的失衡首先是从心理的全体上来讲的,任何局部的失衡都会造成整个心理结构态势上的失衡。但具体到每一个心理疾病患者,其失衡又是具体地存在于特定心理范畴内;在失衡的那部分心理要素之外,还有众多未曾失衡的部分。究竟什么是心理要素失衡,还须又具体分析。从心理疾病的具体症状来看,失衡可发生在许多范围内。其二,意识与意下心理的失衡。
一般说来,意识与意下心理的根本区别在于,意识是自觉的心理意下心理是自主的心理。后者不须人自觉控制而由低级植物性神经中枢按节律自由地展开。意识可通过随意运动感情影响意下心理,但不直接控制意下心理这就是二者平衡统一的状态。某些神经官能症患者的某种观念可直接控制意下心理,形成某种躯体症状。如痉挛、阳痿、呕吐、厌食等。此时,通过自我暗示的作用,自觉的意识越过意识功能的界线延伸到常人不能的意下心理功能范畴;形成一种意识越位的意识与意下心理的失衡统一。
其二,意识的失衡。意识是由多系列的意识过程和多种观念统一而成的。从意识全局来看,意识的平衡统一表现在许多方面。一是意识过程行止上的平衡或失调。在平衡状态下,各种意识过程的行止都在“我”的自觉控制之中,即自认为该行则行,该止则止,行止自如,行止有度。在失衡状态下,往往该行不行,该止不止,不能自觉地控制自己的意识过程,形成许多强迫性的观念或动作。如强迫洗手、强迫检查门锁、强迫性仪式动作等。二是现实意识与虚幻意识的平衡与失衡。对于心理健康的人而言,关于现实对象的意识是大量的,也是占主导地位的.当以.他也会幻想,也会建构许多虚幻意识。但他了解自己的观念中哪些是真实的,哪些是虚幻的。他绝不会以虚幻意识为根据来处世为人。在病理状态下,患者往往把虚幻意识当成是真实的,并以虚幻意识为基准来统一其现实意识。如有人把自己角色幻想成的虚幻角色(总统、大元帅、地球王、宇宙王等)当成是自己的真实身份。以自居的这种角色为基准来对待生活现实.形成以虚幻意识为主导的虚幻意识与现实意识的统一。统一为某种精神分裂症。三是自我意识与外物意识的平衡与失衡。在健康状态下,自我意识与外务意识各有相对独立的存在;在人的生活实践中各安其位,各发挥其特定的作用.二者的关系是平衡的统一。在病理状态下,患者往往混淆自我意识与外物意识,把自我当成外物或把外物当成自我,这种失衡的统一,统一为某种独待的癔症。上述失衡是意识全局的失衡。分析地看.又表现为认识的失衡.意向的失衡、认识与意向关系的失衡、情感与诱因的失衡等.下面分述之.
其三,认识的失衡.众所周知.认识有直接认识(感知觉)与间接认识之分。直接认识与间接认识的平衡统一,是认识范畴的健康的表现。但二者也有失衡的状态。认识的失衡又分为三种。一是直接认识(感知)的失衡。在正常状态下.适宜的内外刺激引起人相应感知觉。感知的失衡则在有感知而无相应刺激,或感知与刺激背离。如幻听、幻视、幻嗅、幻触及种种病理性错觉。感知上的失衡就是感觉对象与感知觉的对应性关系上的失衡。这种失衡的统一形成种种幻觉或病理错觉,二是思维的失衡,待别是表现在判断、推理等逻辑关系上的悖缪。三是直接认识与间接认识关系上的失衡,如运用语词的抽象概括与相应感知经验的背离。这背离情况下的统一。形成某种虚妄、错误的观念。
其四,意向的失衡。意向是专司人心理和生活行为中定向的意识体系,人们都是以其自我意识的核心、以一定的立场为出发点、以系列的间接追求和直接控制为方向、以种种规范途径和方法共同组成人生活行为的定向体系。在意向体系中,集中表现的生活行为方向的就是一系列间接追求和直接控制。间接追求是经抽象和形象思维建构起来的观念形态的行为目标;如需要、理想、目的、计划、兴趣等。直接控制是人在生活行为中根据即时的情境对自己肢体和感官的控制。间接追求和直接控制各有相对独立的存在。意向的平衡首先是间接追求与直接控制的平衡,间接追求技一定方向组织、支配直接控制;直接控制则具体体现着某种间接追求,意向的失衡则有多种表现。一是间接追求的失衡。把理想当成现实者最常见。如文革前某赵姓知识青年自居为赵教授,并在胸前挂上书有“赵教授”的牌子。二是直接控制失衡,即失去恰当的目标。如一患者从背后受到攻击后,不去攻击身后的攻击者,而是攻击他前面的人。三是直接控制与间接追求的失衡。如二战期间,有的士兵为逃避上战场则希望自己瘫痪。对于心理健康的人而言,直接控制的肢体运动不会因个人希望瘫痪的观念而真地瘫痪起来。但对某种癔病患者,在瘫痪的自我暗示作用下,瘫痪的观念导致了直接控制系统真的出现了瘫痪。形成了间接追求越位的间接追求与直接控制的失衡统一等。意向的失衡是多种多样的。
其五.认识与意向的失衡。在健康状态下认识与意向是平衡的统一,包括两个方面。一是直接控制与感知的统一;即在正确感知的指示、监视下进行相应的肢体控制,从而统一为准确的系列动作和恰当的行为。但在心理病态状态下,感知和动作可能失衡。如有病理错觉的人把很远的东西看成很近的东西,便动手去拿;二者的失衡统一为不准确的动作和有失误的行为。二是间接认识与间接追求的平衡统一;即以正确的间接认识为根据来规划、决策自己的理想、目的、计划,恰当地决策自己的生活行为。但在病理条件下,其间接认识会发生种种错误,如自居为”地球王”、某某人要迫害我等。以此为据来决策自己的生活行为,使其间接追求背向其生活现实。二者的失衡统一为系列妄想和悖缪行为。
其六,情感与诱因的失衡。情感是由某种观、感知与心理结构中相应观念相综合形成的情结所诱发的反应与体验统一的心理过程。即时的观感是情感的直接诱因。即时的观念、感知以既有知识结构为据被理解。其价值与既有意向相综合形成某种新观念。这种新观念是诱发情感反映与体验的情结。对于心理健康的人而言,诱因(即时的观感)与情感有内在的一致性;如与人意向一致的事物的观感引起肯定的情感,与人意向背离的事物引起否定的情感等,情感与诱因的平衡统一为一系列合情合理的情感。在病理状态下,诱因与情感往往失去平衡;肯定的诱因引起否定的情感,否定的诱因引起肯定的情感等。二者的失衡统一为一系列悖缪的情感。
其七,记忆的失衡,在健康状态下,识记、回忆、认知等记忆环节是平衡统一的。识记时储存下的信息一致,能实现相应的再认。在病理条件下则可能产生识记与回忆、再认的失衡,表现为遗忘症、再认错误、回忆混乱等。识记与回忆、认再的失衡统一为不同的症状。上面,我们简述了心理失衡的主要情况。心理失衡形成心理不同要素相互关系态势上的混乱,是心理病变的重要规定因素。
第三,心理病态的另一重要规定因素即混乱统一。混乱统一是相对于心理健康状态的自觉统一而言的。。自觉与混乱都是从心理的总体格局或心理结构上来说的,平衡统一与失调统一是心理健康与心理疾病在心理结构方面的规定因素。自觉统一与混乱统一则是心理健康与心理疾病在心理功能范围内的规定因素。关于自觉统一,上节已述。混乱统一则是一种变态的统一。所谓混乱即人心理和相应行为上的失控、失误、倒退的功能状态。失控即人失去对自己心理和行为的恰当、合理的控制,形成一系列悖缪的控制或强迫性控制、强迫性观念。失识即对自己心理与行为以及对相应外部对象失去应有的正确的认识,而形成某种偏执的、错误的认识。倒退即不能积极地塑造自己,而在能力上、人格上后退、昏乱即其观念和行为上失去正常秩序,陷入某种无序状态。失控、失识、倒退、混乱的功能统一为一系列特定的心理疾病症状.这些症状与失衡有着内在的一致性。失衡是心理结构范畴上的混乱;混乱则是心理功能上的失衡。概括地说,心理病变就是混乱失衡统一的心理状态。
第四,心理病变状态一般是由心理健康状态转化来的。人为什么会发生心理病变呢?关于发生病变的原因,已在心理病变的定义中指出了心理、社会文化、生物等几方面。这里首先讨论造成心理病变的心理原因。一般说来、心理疾病的心理原因主要是不良的心理追求、偏见、低下的挫折承受力、不良的心理习惯易受暗示性。其一.不良的心理追求是对自己有害的心理追求。如有人过分关心自己的身体健康,关心自己的健康本身是好事,但一过分,便易出现偏差。一遇不适便怀疑得了某种绝症,夸大、自我恫吓、形成相应焦虑、恐惧,并想方法消除之;从而导致某种神经症。再如钟情幻想,但若沉溺于幻想,到幻想中寻求心理满足而逃避现实。则往往成为某种变态人格的契机。其二,偏见是由于意向上的好恶而规定的扭曲对象的偏颇的认识倾向。人们难免有偏见;但导致心理病变的偏见是笃信躬行的偏见。为了证明自己的偏见,往往挖空心思,努力从自己的观念内或现实中寻找、编造根据。久而久之,导致自己的某种心理病变。其三,低下的挫折耐受力使人经不起挫折,形成对诱因的夸大倾向和逃避行为。其四,不良的心理习惯积累着病变的诱因。其五,易受暗示性导致自我扰乱等。这些心理原因不见得会导致心理疾病,但心理病变往往离不开这些心理原因。
第五,导致心理病变的还有一系列社会文化原因。人都生活在一定的社会关系体系中,是一定社会关系与社会利益的承担者。在长短不等的社会生活钟,通过学习劳动、创造吸收社会文化,按照社会文化的要求组织自己的生活,来建立种种社会关系。人社会生活中,既能建立协调的社会关系,也会形成某种对立的失衡的社会关系。在后一种情况下,则会承受来自社会的打击、压力。对来自社会上的打击、压力,个人可能合理地加以统一。但若一系列生活事件接踵而来,当社会压力超过人的承受能力时,也可能产生焦虑、恐俱等反应甚至导致病变。总之.社会关系上的失衡、社会压力的超量,是导致心理病变的一个重要原因。
关键词:静态平衡阀;动态流量平衡阀;动态压差平衡阀;水力失调
在空调水系统中水力失调的现象是普遍存在的,一方面由于设计、施工、设备材料等原因导致的系统管道特性阻力数比值与设计要求管道特性阻力数比值不一致,从而使系统各用户的实际流量与设计要求流量不一致,引起系统的静态水力失调。另一方面当用户阀门开度变化引起水流量改变时,其它用户的流量也随之发生改变,偏离设计要求流量,从而导致的动态水力失调。静态水力失调是稳态的、根本性的,是系统本身所固有的,是当前我国暖通空调水系统中水力失调的重要因素。动态水力失调是动态的、变化的,它不是系统本身所固有的,是在系统运行过程中产生的。对于空调水系统存在的静态和动态水力失调,通过在管道系统中增设静态水力平衡阀对系统管道特性阻力数比值进行调节,使其与设计要求管道特性阻力数比值一致,系统总流量达到设计流量时,各末端设备流量均同时达到设计流量,系统实现静态水力平衡。以及利用动态水力平衡阀的屏蔽作用,使其自身的流量不随其他用户阀门开度发生变化而变化,实现系统的动态平衡。因此平衡阀在空调水系统的水力平衡中具有很好的调节作用,也是保证空调系统正常运行必不可少的重要部件。
1水力失调和水力平衡的概念:
1.1在热水供热系统以及空调冷冻水系统中各热(冷)用户的实际流量与设计要求流量之间的不一致性称为该用户的水力失调。
水力失调的程度可以用实际流量与设计要求流量的比值X来衡量,X称水力失调度。
X=QS/QJ(QS:用户的实际流量,QJ:用户的设计要求流量)
1.2水力平衡是指网路中各个热用户在其它热用户流量改变时保持本身流量不变的能力,通常用热用户的水力稳定性系数r来表示。
r=1/XMAX=QJ/QMAX
(QJ:用户的设计要求流量,QMAX:用户出现的最大流量)
2产生水力失调的原因与分析
2.1静态失调
空调水系统虽经过详细的水力计算,但在施工安装过程中,各用户的流量仍不能达到设计要求。如管网中流体流动的动力源(一般指泵、重力差等)提供的能量与设计要求不符,泵的型号、规格的变化及其性能参数的差异,流体自由液面差的变化等,导致管网中压头和流量偏离设计值;再比如管材粗糙度,焊接光滑度,管路路由的长度量,三通的增减等参数发生变化时,均会导致管网的实际流动阻力特性与设计值偏离。这种水力失调是稳定的、根本性的,是不以设计为转移的,如不加以解决影响将始终存在。
2.2动态失调
系统在实际运行中,当一些末端用户的水流量发生改变时(关闭或调节),会使其它用户的流量随之产生变化。
因此,在通过详细的水力计算选择合适的管径及设备的基础上,为使水流量合理完善地分配至每一个环路的采暖或空调末端,满足每一栋建筑及功能房间的冷、热负荷需求,我们往往会通过平衡阀来有效的解决这个问题。
接下来,将针对平衡阀的选择设置进行探讨,以供同行在工程设计中参考。
3平衡阀的选择与应用
3.1平衡阀的分类及特性
结合目前市场上的水力平衡阀,主要可分为两类:静态平衡阀和动态平衡阀。其中,静态平衡阀是通过改变阀芯与阀座的间隙(开度),来改变流经阀门的流通阻力,以达到调节流量的目的。而动态平衡阀是根据系统工况(压差)的变动而自动变化阻力系数,在一定的压差范围内,有效地控制通过的流量,使其保持一个常值。
3.2静态平衡阀的选择与应用
静态平衡阀一般应分级设置,当平衡支路上的各个末端时,可以将支路看作为一个“黑匣子”,即一个单元。该单元对其外部流量的调整起比例的反映,上一级合作阀门能够较容易的补偿这种扰动。接下来,各支路单元使用立管平衡阀作为合作阀门来进行相互平衡。随后立管上的所有单元构成一个较大的单元,其流量可使立管的平衡阀来调节。最后,将每个立管作为一个单元来相互平衡,而主管上的平衡阀作为合作阀门。这样逐级进行调试,以达到管路的水力平衡。
由此可见,静态平衡阀的使用和调试与风管系统中的多叶调节阀相似,几乎可以应用在各类管路系统中。只要有足够的调试时间,系统理论上总能达到水力平衡;但是由于静态平衡阀只能够手动调节,不能根据实际流量需求的变化而变化,所以仅能消除系统的静态水力失调。
3.3动态流量平衡阀的选择与应用
动态流量平衡阀作用的对象是流量,它可以在一定的压差范围内自动保持流量的恒定,一般应用在下列方面:
3.3.1多个不同的冷热源及冷却塔并联时,自动流量平衡阀设置在每个冷热源和冷却塔的进口或者出口,通常与电磁阀一起使用,保证通过每个冷热源及冷却塔的水流量恒定。
3.3.2异程式水系统中,动态流量平衡阀设置在每个定流量末端设备的进口或者出口,通常与电动三通阀一起使用,保证通过每个末端设备的水流量恒定。
关键词:掩护式支架;平衡千斤顶;损坏原因;防损措施
中图分类号:TD350
文献标识码:A
文章编号:1009-2374(2012)24-0073-03
二柱掩护式液压支架因其结构简单、操作方便、升降速度快、支护效率高、稳定性好以及对不稳定顶板的自适应强等特点,是目前国内在高工作阻力、大采高液压支架中最为广泛采用的架型。平衡千斤顶是掩护支撑式液压支架的关键部件之一。它主要是通过活塞杆的伸缩来调节顶梁与掩护梁的角度,以适应顶板的地质变化,从而达到顶梁的有效接顶。但在实际使用过程中,平衡千斤顶或其连接耳座均有不同程度的损坏现象。不仅掩护式支架平衡千斤顶失去了其特有的作用,而且直接影响了井下正常生产和矿工的安全。
平衡千斤顶耳座的损坏多是由于在综采过程中,平衡千斤顶活塞杆的伸出长度过多或过少时,顶板下沉来压,造成平衡千斤顶安全阀卸载,活塞杆全部伸出或缩回,致使平衡千斤顶由原来的液压连接变成刚性连接。此时,平衡千斤顶的受力会急剧增大,而原来按液压连接设计的平衡千斤顶结构就很难承受刚性连接所产生的载荷,从而使平衡千斤顶的活塞杆被迫从缸体拔出或者平衡千斤顶的上下连接耳座被压坏断裂。
淮南矿业集团潘二矿12125工作面安装ZY5000/8.5/17液压支架96架,于2008年7月份出现平衡千斤顶活塞杆销孔被拉断的情况,平衡千斤顶损坏数量30多根,影响工作面正常生产将近1周时间。由此可以看出,平衡千斤顶及其耳座的损坏对煤矿生产影响很大。
二柱掩护式液压支架平衡千斤顶及其连接耳座的损坏是多种原因综合作用的结果。根据平衡千斤顶及其连接耳座实际损坏的状况及理论分析的结果,可将其损坏的原因归纳为内部因素、外部因素和人为因素三大类,现结合现场情况具体分析损坏原因如下:
1内部因素
1.1平衡千斤顶定位尺寸设计不合理
支架顶梁与掩护梁间的极限夹角过大或过小,顶梁允许的抬头或低头角很小,会使得平衡千斤顶的伸和缩没有太大的柔性空间,容易造成刚性连接。掩护式支架顶梁与掩护梁间的夹角必须满足顶梁自由摆动角度的要求。否则必然导致平衡千斤顶变成刚性杆,由此形成比平衡千斤顶额定工作阻力还要大得多的拉力(压力),最终使平衡千斤顶及其连接耳座发生损坏。
1.2平衡千斤顶活塞杆制造强度与刚度不足,质量差
从潘二矿平衡千斤顶损坏情况来看,几乎所有损坏的平衡千斤顶都是从活塞杆销孔处断裂。平衡千斤顶活塞杆质量差也是很重要的原因。
1.3配合处产生的附加内力
平衡千斤顶与耳座间配合过紧,造成平衡千斤顶受附加内力作用。在正常情况下,平衡千斤顶通常只受单向拉(压)力作用,设计时也是按平衡千斤顶仅受单向拉(压)力来确定活塞杆等结构件的尺寸与强度。当平衡千斤顶与其连接耳座的铰点处于过盈配合状态时,一旦顶梁受偏载作用,平衡千斤顶活塞杆和耳座分别受附加的扭转和弯曲内力作用,这样,原来按单方向拉(压)力设计的活塞杆及耳座的强度就不能满足要求,最终导致平衡千斤顶活塞杆被拉(压)断或耳座被拉(压)坏。
2外部因素
2.1顶梁与掩护梁铰点处受外载荷作用
当铰接点受到外载荷的压力较大时,平衡千斤顶所受到的拉力会随支架工作高度的增加而增大,并最终造成最大拉力远远超过最大额定拉力。在顶梁与掩护梁不加设机械限位装置的前提下,当支架处于上述受力状态时,任何二柱掩护式支架仅靠平衡千斤顶都不可能保持支架的正常工作状态,其结果只能是损坏平衡千斤顶或其连接耳座。
2.2掩护梁受较大载荷
掩护梁所受载荷过大时,造成掩护梁与顶梁的角度增大,致使平衡千斤顶的实际受力超出其正常工作阻力范围,最终造成平衡千斤顶或其连接耳座的损坏。
2.3工作面地质条件
工作面地质条件发生变化造成顶板冒空,当支架处于顶板前端冒空、后端冒空、顶梁过台阶、顶梁未接顶或高射炮等工况下工作时,都将导致平衡千斤顶或其连接耳座承受巨大的拉力,并最终损坏。根据损坏支架工作面顶板条件、顶梁与掩护梁间夹角状况以及平衡千斤顶受力变化的分析,伪顶或直接顶的冒空使支架顶梁抬头或低头有了空间,从而可进一步扩大顶梁与掩护梁间的夹角。老顶的活动迫使支架顶梁和掩护梁承受载荷力增大以及偏向运动,造成合力作用点处在平衡千斤顶受压工作区,导致平衡千斤顶上腔长时间开启。最终导致平衡千斤顶及其连接耳座发生损坏。
3人为因素
人为因素是指支架工操作二柱掩护式支架的工况状态对平衡千斤顶及其连接耳座损坏的影响。正确操作二柱掩护式支架的原则应该是顶梁与被支撑的顶板进行充分接触,以达到支架的支护效果最佳。严禁出现“高射炮”或“屋脊”状。
从潘二矿12125工作面平衡千斤顶损坏现场分析得,知造成支架平衡千斤顶耳座拉断的人为因
素有:
3.1平衡千斤顶已伸至最大行程
当平衡千斤顶已经最大行程,其连接方式已由柔性连接变成刚性连接,当受到顶板及老塘侧冲击压力时,平衡千斤顶受拉力突然增大的影响,容易致使平衡千斤顶耳子拉断。
3.2工作面俯采,顶梁与掩护梁的夹角变大
直接顶是伪顶,比较破碎,工人升支架接顶,造成顶梁上翘;底座平面与水平面夹角-16°,即使顶梁看起来水平,实际已经上翘。顶梁与掩护梁的夹角偏大,增加了掩护梁所受压力,间接加大了平衡千斤顶所受拉力。
3.3支架立柱行程太短,没有升到理想高度
如果支架高度理想,平衡千斤顶的伸出量会比较适中,来压时,在安全阀调定压力状况下,立柱下降释放压力,亦不会造成平衡千斤顶拉坏。
从现场情况来看,支柱平衡千斤顶损坏的原因既有支架本身的原因,也有外界压力及人为管理失误的原因。平衡千斤顶定位尺寸设计不合理以及活塞杆和连接耳质量差是造成平衡千斤顶损坏的内部因素;工作面地质条件恶劣以及二柱掩护式液压支架工况状态差是其外部因素;过断层或顶板冒空时,平衡千斤顶操作不当,是其人为因素。总之,在来压前,液压支架状态没有调整好状态。“高射炮”容易造成压力后移,以顶梁柱窝为支点,顶梁后部承受较大压力,加重顶梁上翘;立柱行程短,来压时支架没有多余空间释放压力,使支架与掩护梁受较大压力,平衡千斤顶所受拉力加大;平衡千斤顶已达最大行程,再继续增大拉力的情况下,势必造成平衡千斤顶销孔或缸筒套损坏;销子受剪切应力拉断或拉弯;顶梁及掩护梁与平衡千斤顶连接的耳座拉断。损坏情况受材质影响,从目前来看,所有损坏件全部为平衡千斤顶销孔。
4平衡千斤顶及连接耳座的防损措施
通过分析发现,为了防止掩护式支架平衡千斤顶及其连接耳座发生损坏,从设计角度来讲,可采取下列改进与防损措施:平衡千斤顶定位尺寸的优化设计。在提高支架承载能力的前提下,确定顶梁与掩护梁间的最大夹角在170°~180°之间。增大平衡千斤顶上耳座在顶梁上的水平和垂直定位尺寸,不仅可以提高支架的承载能力,有利于梁端顶板的维护,而且可增加平衡千斤顶的行程和顶梁与掩护梁间的夹角,使得平衡千斤顶的行程及顶梁与掩护梁间的极限夹角有一定的余量,避免平衡千斤顶成为刚性连接。提高平衡千斤顶活塞杆及连接耳座的强度和刚度,特别是要保证耳座连接处焊缝的质量,防止因焊接质量差而被拉脱。采用机械限位装置,限制支架顶梁与掩护梁间的极限夹角。支架工作状态调整,严禁出现“高射炮”及“屋
脊”状。
另外从劳动组织及顶板因素考虑,还应采取以下措施:加快工作面推进速度,减缓顶板压力影响的因素;对拉架困难的支架采取卧底加以单体辅助方式进行移架;在推进过程中,在顶梁后部加以单体辅助支撑,争取尽快把支架调整到正常的工作状态。
总之,为防止平衡千斤顶损坏主要是在来压前调整好平衡千斤顶状态,防止因顶梁上翘,造成与掩护梁夹角过大,来压冲击致使平衡千斤顶超出其行程,造成耳子断裂。另外还应在劳动组织等方面加快工作面进度,减小因长期推而不进造成顶板压力过大,造成死架后损坏千斤顶等现象的发生。
参考文献
[1]王国法.液压支架技术[M].北京:煤炭工业出版社,1999.
【关键词】颅脑损伤昏迷;补液;出入量;护理
【中图分类号】R473【文献标识码】A【文章编号】1004―7484(2013)09―0460―01
对于颅脑外伤患者在进行脱水治疗期间,其补液原则必须出入量平衡,确保从分的外周循环量,量出而入。本文主要对我院急诊室2012年1月―2012年8月治疗的颅脑损伤昏迷患者的病例资料进行研究,总结出补液护理过程中出入量失衡的原因,并提出了补液护理的注意事项,现报告如下。
1资料与方法
1.1一般资料
本文研究对象为本院2012年1月―2012年8月急诊室只来哦的利脑损伤昏迷患者50例,男性28例,女性22例;年龄段为14―65岁,平均年龄31.2岁;其中车祸致伤38例。跌落伤5例;击伤4例、其他3例;入院时GCS平分:3―5分8例、7―8分26例、9―11分16例;观察时间3―36d,平均16.8d;疗效:按GOS评分:良好11例(22%),轻残31例(62%),重残和植物生存8例(16%)。
1.2方法
本组病例根据住院期间的每天9∶00至第2天9∶0024h为一个计时单位(不足24h计为一个计时单位),50例患者,共计790个计时单位;查看每个记时单位总入量情况:出入量两者相差300mL为失衡,准确记载出入量相差300―1000mL和大于1000mL的计时单位;查看每个计时单位中出入量的动态平衡情况,24h内以4h分段,每时段出入量相差300mL为失衡;分析上述观察中出入量失衡的原因,并指出护理注意事项。
2结果
2.1总出入量失衡情况
出入量失衡94个计时单位,占全部计时单位的12%;其中总出入量失衡300―1000mL59个计时单位,占62%,>1000mL28个计时单位,占29%,>2000mL7个计时单位,占9%;出量大于入量60个计时单位,占63.8%【1】;入量大于出量34个计时单位,占36.2%;出入量相差>1000mL主要出现在入院初期1―2d,并且大多数表现为出量大于入量。
2.2每一个计时单位的出入量动态失衡情况
每个总出入量失衡的计时单位均存在24h中某时段的失衡,在总出入量平衡的计时单位中,有189个计时单位存在24h中某时段的出入量失衡,即动态失衡,或短时失衡,占总出入量平衡的计时单位的24%。
2.3出入量失衡的原因
根据以上病例资料分析得知出入量失衡的主要原因是:(1)几个补液通道输液时,计量极易出现误差;(2)使用脱水剂后,尿量迅速增加,没有及时改变补液速度;(3)迅速输入脱水剂后,更换其他药液忘记调整输液速度;(4)呕吐、腹泻;(5)调整补液速度引起的;(6)尿量的计量设施出现偏差【2】。
3讨论
回顾分析本组病例资料得知,总出入量的失衡和出入量动态失衡所占比例达到了36%,其中24h总出入量失衡占12%,动态失衡占24%;从而可知急诊室颅脑损伤昏迷患者的补液失衡情况时常出现,护理人员普遍注重24h液体失衡,却忽略了24h总量的平衡,极易造成动态失衡,必须引起护理人员的广泛关注。护理过程中需要从如下方面着手来预防或避免液体失衡情况的发生:注重各种肾外失水,加强预防,及时调整是避免24h液体失衡的重点护理措施;本文研究对象病例资料分析过程中发现补液不足量,主要发生在预料之外的尿崩、脱水、高热、腹泻腹胀等,所以,针对颅脑损伤昏迷患者,急救期间避免患者肾外失水,积极预防,确保足量补充,可有效降低补液失衡情况发生率。另外,若发现出入量失衡,必须及时纠正,警惕矫枉过正,在补足差量的50%时,就需要及时核对【3】。并每小时观察一次出入量,落实量出而入的原则,确保液体容量动态平衡。
另外,分析本文研究病历得知:普遍的补液过多的原因主要是迅速输入高渗性脱水剂后,更换其他药液时,没有及时调整输液速度。所以,迅速输入高渗性脱水剂后,及时改变同一通道的输入量,可以有效预防补液失衡的情况产生。建议采用具有一定容量的计量器具,防止由于计量偏差出现补液失衡的情况。当前医院使用的计量器具主要由引流袋、计量杯等等,时常出现误差,有的误差竟然达到了30%,造成年尿量的重大误差。
所以,针对颅脑损伤昏迷患者补液的基本原则为“量出而入”,“出入平衡”。出入量经常失衡对机体的损伤影响较大,其危害极易被忽视,并日益累积而造成更加恶劣的后果。所以要注重将也挺保持在动态平衡的状态。
参考文献:
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关键词:生态文明;衡阳;生态承载力
衡阳市位于湘中南部,湘江中游,地形以山岗为主,2016年底全市总人口为728.59万人。相关研究表明,衡阳市生态环境呈现局部有所改善,但整体仍有退化的现象,影响了社会、经济的发展,降低人民生活水平,制约社会经济的可持续发展。而实践证明,生态承载力的研究可以对日益滋长的资源危机、环境危机起到预警潜在威胁的作用。因此,构建一个在生态文明视域下的生态承载力模型,衡量衡阳市生态盈亏情况,判断衡阳市可持续发展水平,并为衡阳市生态文明建设提出建设性意见,具有重要的现实意义。
一、生态文明视域下的生态承载力模型构建
可持续承载的实质是生态系统的可持续承载,其中既包括资源与环境单要素的持续承载,也包括经济、社会的复合承载。换言之,人类的可持续发展必须建立在生态系统完整、资源持续供给和环境容纳量充足的基础之上。考虑到衡阳市现阶段发展过程中,存在生态环境与经济发展协调欠妥当问题。针对这一问题,结合衡阳发展现状和总体要求,提出生态文明视域下的复杂生态承载力模型。该模型的建构基于自然、经济、社会三个子系统,相比于传统的生态承载力,它是一个综合性的生态承载力机制,称为“自然-经济-社会”生态机制。这一生态机制既能有效反映自然资源、社会环境对经济发展的影响,又能提前的进行预警反馈,以便及时地进行优化调节,维持整个生态系统的平衡。
(一)“自然-经济-社会”生态机制模型
“自然-经济-社会”生态机制将生态承载力分为三个子系统,分别为自然环境承载力、社会经济承载力和社会环境承载力。按生态承载机制来说,社会经济活动是承载对象,自然生态环境是基底,社会环境是载体。自然、经济、社会三个子系统共同作用、相互影响着衡阳市的生态承载力大小;另一方面,生态承载力与该区域的生态足迹之间的盈亏关系,体现了衡阳市的可持续发展方向。为了体现生态系统中自然环境、社会经济、社会环境三个子系统对生态承载力之间的影响关系,可以通过水桶原理形象地加以阐释。自然环境生态系统是一切人类社会经济活动的物质来源,起着基底的作用。因此,自然环境生态承载力子系统被称作为自然支撑力,故可理解为水桶的桶底;而社会经济和社会环境是在自然环境的基础之上发展起来的,故社会经济承载力子系统和社会环境承载力子系统被称作为获得性支撑力,可理解为水桶的桶壁。自然支撑力和获得性支撑力相互协调、共同作用,决定水桶的承载量,亦理解为生态承载力总量。这表明,生态承载力总量的大小受生态短板的约束。其中,最重要的是受自然环境的直接影响,其次是社会经济和社会环境短板的制约。
(二)生态承载力计算
生态承载力总量受自然、社会、经济三个子系统的制约,在计算生态承载力总量时,它们分别有不同的标准来衡量。其中自然资源环境生态承载力计算方法是将区域内现有不同的生态生产性土地类型面积乘以相应的均衡因子和产量因子;社会经济承载力算法为不同经济类型的相对涨幅系数;社会环境承载力算法为社会环境影响因素对经济增长的贡献值;三个子系统共同作用得到衡阳市的生态承载力总量。因此,生态承载力总量的文字表达式为:生态承载力=自然资源承载力+社会环境生态承载力+社会经济发展状况。
(三)生态足迹计算
为了准确描述生态承载力状况,还需要借助生态足迹这一概念,通过比较全球人均生态足迹与人均生态承载力的差值,来衡量研究对象的生态盈亏状态。加拿大生态经济学家里斯(WilliamE.Rees)提出的“生态足迹”(EcologicalFootprint)是一个评价指数,表示在一定的自然生态资源的情况下,能维持人们正常生产生活消费和物质循环,并能保持生态系统可持续发展。生态足迹数值越小,说明城市可持续发展水平越高。
二、结果与分析
考虑到部分数据获取性和处理上存在不完善之处,且篇幅有限。因此,笔者主要取自然支撑力为主要研究对象,进而综合性考虑获得性支撑力的影响,最后推出衡阳市生态承载力的大致盈亏状况。为了客观统一的反映衡阳市在全面建成小康社会攻坚期间生态承载力状况以及生态盈亏特征,根据数据的实时性和科学性,笔者选取2016年自然环境生态系统的最新数据作为研究对象。研究数据主要来源于中国统计局、湖南省统计局、衡阳统计局、衡阳市国民经济和社会发展公报。生物地域面积折算采用联合国粮农组织1993年全球生物资源平均产量资料。
(一)衡阳市生态资源账户
自然环境生态承载力子系统主要包括生物资源和能源消耗两类,生物资源有耕地、林地、草地、水域;能源消耗主要是化石燃料、建筑用地。以下是根据衡阳市统计局2016年的生物资源账户,结果见表2、3。
(二)人均生态承载力
1.常量因子数值
2.2016年衡阳市生态足迹账户和自然资源生态承载力账户
(三)生态盈亏情况判断
衡阳市生产消费的可承受程度,区域宏观经济的可持续发展情况,可将生态承载力减去生态足迹,从而得出衡阳市的生态盈余或赤字。按衡阳市2016年人口总数728.59万计算,衡阳市总人均足迹需求为2.0553hm2,若不扣除12%的生物多样性保护面积,衡阳市人均可利用生态承载力面积为0.4183hm2,则人均生态赤字为1.6370hm2。可见,衡阳市的生态足迹是其生态承载力的4.9倍。低于2013年GlobalFootprintNetwork的全球人均生态足迹2.87hm2和中国人均生态足迹5.59hm2。
(四)结果分析
由上述数据可知,衡阳市2016年人均自然生态承载力为0.4183hm2,人均生态足迹2.0553hm2,人均生态赤字1.6370hm2。相比之下,其他学者研究的衡阳市2004年人均生态足迹为1.6224hm2,人均生态承载力为0.4923hm2,人均生态赤字为1.1301hm2。可以看出人均生态赤字数值有所增加,生态足迹也进一步加大,而生态承载力却下降一定数值。可见,十多年来衡阳市在经济迅速发展的同时,生态系统也遭到进一步恶化。从表5数据中比对可知,六大土地类型中,草地占用的生态赤字最大,达0.7803hm2,其次为耕地(0.3947hm2)、化石燃料用地(0.3356hm2)、水域(0.2382hm2);然而林地和建筑用地有一定的盈余,分别为0.0421hm2、0.0697hm2。通过自然资源盈余情况可知,一方面表明衡阳市在经济快速发展的同时,政府有效控制建筑用地资源,合理规划城市建设,大力发展林地资源;另一方面表明衡阳市的草地资源、耕地资源、化石燃料用地资源和水域资源管控力度还需进一步加强。由上可知,生态承载力小于生态足迹,则生态支撑阈值较小,自然生态系统容纳衡阳市总人口的数量要远小于实际数量。从衡阳市发展进程来看,衡阳市的社会环境在逐年改善,经济不断向前发展,城乡差别逐渐减小,获得性支撑力在逐年增强,生态阈值随之增大,生态短板补齐趋势不可阻挡。综合考虑,衡阳市的人均综合生态承载力应比0.4183hm2/人要高得多。进一步说明,社会环境生态系统和社会经济发展状况作为支撑性承载力在生态足迹中承担着重要的角色,与自然生态系统的自然支撑力共同影响着人们可利用的生态土地面积。
三、衡阳市生态文明建设的建议
从上述数据可以看出,衡阳市的社会经济发展水平总体上有所改善,但生态环境整体上依旧退化,制约社会、经济、生态的可持续发展。针对以上情况,笔者对衡阳市生态文明建设提出以下几点建议:
(一)加大宣传力度,提高主体生态意识
节能减排,保护生态环境是全面建设小康社会的重要任务,需要各类主体培养“像保护眼睛一样保护生态环境,像对待生命一样对待生态环境”、“绿水青山就是金山银山”等生态意识。各级政府部门应该大力宣传生态保护和生态文明建设,制定相关政策法规,督促全市人民全力做好节能减排工作,严格执行国家产业政策和节能减排要求,关停取缔高污染、高能耗、高排放工厂,提倡节能减排新技术的引进和使用;社会组织应该积极组织开展各种活动,宣传生物多样性以及生态保护的重要性;公民应该自觉宣传环保,自觉维护生态养成健康合理的生活方式,履行保护生态的责任。
(二)大力发展生态循环产业,提升系统自我调节与反馈能力
城市的生态系统本质上是一个反馈系统,具有一定的生态阈值,在该限度的压力范围内,具有自我调节的功能,维持相对平衡。衡阳市生态赤字原因,一方面是由于草地和水域的严重缺乏,另一方面在产业结构转型和经济快速发展的驱动下能源消耗、耕地资源流失严重。针对以上问题,可以采取以下措施大力发展生态循环产业:第一,按照生态学原理和经济学原理,运用现代科学技术成果和现代管理手段,大力发展生态循环农业,获得经济效益、生态效益和社会效益的统一;第二,保护生物多样性和物种多样性,维持生态系统的持续发展;第三,提倡生态城市水循环系统,将水资源多层次利用,解决水资源短缺问题;第四,植树造林、退耕还林,加大城市绿化指数,提高生态系统的自我更新能力。
(三)生态保护与生态建设并举,缓解城市生态压力
衡阳市作为老工业区,汽车尾气排放、生物垃圾处理不当、工厂污水感染气体超标等等,都是造成城市生态失衡、生态恶化的原因。因此,在生态保护的前提下,生态建设也是缓解城市生态压力的一大措施。首先,要改造传统老产业的生产模式,引进高新技术,淘汰高污染、重消耗的企业技术;其次,政府要有力管控汽车尾气排放标准,市民养成近可步行或乘坐公交车的习惯,使空气污染最小化;再之,政府鼓励新再生能源的发明、使用,大力推行节能减排的代步工具,如新能源汽车、共享单车等等;最后,大力发展生态农业,合理利用自然资源,鼓励种植生态林。
参考文献:
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关键词:等效平衡;发现法;课堂有效性教学
文章编号:1005-6629(2008)06-0017-03中图分类号:G633.8文献标识码:B
1问题的提出
等效平衡的问题已有较多的文章见诸报刊杂志,但在教学实践中,有的师生还是感到困难重重,问题的焦点在哪?本人通过教学实践发现,第一,课本根本就没“等效平衡”这个词;第二,有关等效平衡的规律及习题的解答均出现在课本以外的书,至于有关的规律是怎样形成的,学生不得而知;第三,等效平衡的教学,内容抽象,学生难以理解,教学难度大,教师认为这类型的内容不适合学生主动探知,注重的是如何把知识结论准确地给学生讲清楚,学生学习方式基本上是“听讲-机械记忆―浅层理解和简单应用―再现教师传授的知识”,难以把握其实质。因此如何让学生主动的探究发现等效平衡的建立规律,并灵活运用到解题当中,提高课堂的有效教学,这是教学研究的一个重要课题。
所谓发现法,就是教师向学生提出有关问题,引导学生学习、搜集有关资料,通过积极思考,自己体会、发现概念和原理。布鲁纳指出,发现不只限于寻求人类尚未知晓的事物的行为,它包括用自己的头脑亲自获得知识的一切形式。学生所获得的知识,尽管都是人类已知晓的事物,但是,如果这些知识是依靠学生自己的力量引发出来的,那么对学生来说仍然是一种“发现”。所谓“有效性教学”,主要是指通过教师在一段时间的教学之后,学生所获得的具体的进步或发展。
近年来,本人依托发现法理论,在等效平衡教学实践中,注重有效性教学策略的研究,取得了初步成果。现将教学实践整理成文,以期和同行共勉。
2发现法应用于等效平衡教学的设计
本人认为,如果学生对什么叫“化学平衡”及其建立途径都不知道的话,就不可能理解什么叫等效平衡,如果学生不能弄清何为等效平衡的及其特征是什么,就根本无从设想可通过什么途径建立等效平衡,等效平衡的建立途径是教学的重、难点。因此教学主要设计如下。
2.1旧知识的回忆
组织学生回忆:1.化学平衡状态特征是什么?(即各物质的浓度不再发生变化)。2.引导学生分析:化学平衡状态特征,还可以有别的说法吗?(各物质的含量不再改变)。3.组织学生把课本中的“在条件相同的容器中的反应CO+H2O(气)CO2+H2及其建立的平衡状态相对应的数据填写到表,观察分析有关数据,发现化学平衡的建立途径―对同一可逆反应,当外界条件一定时,反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,最终都能达到平衡状态。
表1
2.2新旧知识的衔接
组织学生弄清:1、什么叫等效平衡,特点是什么?2、判断平衡状态之间是否等效的依据是什么?[等效平衡是指在相同条件下的同一可逆反应,以不同的起始投料建立的两个或多个化学平衡中,各对应物质的含量(为体积分数或物质的量分数或质量分数)相等的状态。等效平衡包括等同平衡。等效平衡不同于等同平衡,它包括等同平衡。等同平衡是指反应达平衡时,反应混合物各组分的含量相等,且两平衡的反应速率也相同。等效平衡则只要求平衡混合物对应的物质含量相同。因此,等效平衡的特点是在相同条件下的同一可逆反应,以不同起始投料达到平衡状态时,各对应物质的浓度相同或对应物质的含量相等。这也是判断平衡状态之间是否等效的依据。]
2.3等效平衡的建立途径的探究发现
在教师的引导下,学生是不难发现课本中可逆反应CO+H2O(气)CO2+H2,其中的起始投料①、②(见表1)达平衡状态等效的原因,是因起始投料②经极值折算的反应物,正好与起始投料①的各物质的浓度相同。老师在此基础上,把反应换成合成氨,创设了起始投料①至④(见表2),让学生分析合成氨在定温定容条件下,建立的平衡状态是否等效?为什么?学生当机立断做出肯定的回答。但学生很快发现,起始投料①、②不是为全为反应物,就是全为生成物,假如既有反应物又有生成物的起始投料,如起始投料③、④,它们达到的平衡状态是否能与起始投料①、②等效?如果能的话,理由是什么?这一问题的发现,激活了学生的思维,引发了学生的兴趣,起到“一石激起千层浪”的作用。
正当学生苦思冥想,露出求援的神情时,本人添设了反应起始投料①经5分钟达平衡的变化量及达平衡的各物质的量,让它作为学生分析问题的突破口。这时学生感到这组数据大有“文章”,颇感兴趣进行热烈讨论,通过自己已有的知识,唇枪舌战,同学互评,师生交流,终于发现,这组既有反应物,又有生成物的起始投料③,相当是起始投料①达到平衡状态的一组中间量,这说明起始投料③包含两方面的含意:一是起始投料①经过一时间反应,所得的各物质的量,对于反应物来说是剩余的量,对于生成物来说是得到的量;二它是下一反应达到平衡状态的起始量。同时学生对起始投料③经极值折算为反应物后,发现正好与起始投料①各物质的浓度相同。因此起始投料③,达到的平衡状态与起始投料①或②等效,而起始投料④则不行。
为激发学生探究欲望,培养学生的发散思维及创新能力,老师让学生再创设几组既有反应物又有生成物起始投料,使它们与起始投料①或②的平衡状态等效。由于同学们有了前面的探究发现的收获,争先恐后给出多组既有反应物,又有生成物的起始投料。为培养学生的知识迁移能力,老师乘胜追击,把反应体系中各物质的起始投料具体数据,以起始投料⑥的字母a、b、c代替,问a、b、c之间应该将满足怎样的关系,达到的平衡才能与起始投料①或②的平衡等效?由于同学们有了对起始投料①至⑤起始投料探究发现的经历,便水到渠成地找出a、b、c之间应满足的关系是a+c/2=1和b+3c/2=3。至此,学生恍然大悟了,为什么对于反应前后气体体积有变化的可逆反应,在定温定容条件下,等效平衡的建立途径是改变起始加入物质的量,如果通过可逆反应的化学计量数经极值折算同一边的物质,对应各物质起始投料的物质的量均相同,则两平衡等效。
学生在反馈中对老师创设的数据这样评价:“在数据中蕴藏着玄妙的知识,让我感兴趣,直想探个究竟,得出结果使我有无比的自豪感和成就感”。可见,在此过程中,学生自主探究的兴趣和所获得的成功体验及快乐不言而喻。
表2
当学生还沉浸在的成功喜悦时,教师又增设两个问题。
问题1:对于反应前后气体体积有变化的可逆反应,如合成氨,在定温定容条件下按成倍的起始投料①、②(见表3),它们能建立等效平衡吗?如果不行,若允许同学们改变外界一个条件,让它们达到平衡状态等效,这时将采取什么措施?学生经分析,发现起始投料对应各物质的起始浓度不同,为成倍关系,对比合成氨在恒温恒容下建立的等效平衡的特点,很自然想到将容器的体积扩大一定的倍数,即可使起始浓度相同,就可建立等效平衡。学生还发现,对于成倍的起始投料,当容器的体积扩大或成倍数关系时,使起始浓度相同的同时压强也相等。这时学生终于明白了为什么等效平衡的建立会有定温定压的前提条件。在老师组织下,学生接着创设多组起始投料如③④⑤⑥,进行多方面的探究,最后学生发现在定温定压条件下,等效平衡的建立途径,无论对反应前后气体体积有变化的反应都适用。
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表3
问题2:同学们在探究“问题1”时,已经分析了对于如合成氨这样前后气体体积有变化的可逆反应,若以成倍的起始投料,仍是在恒温恒容下,又不允许改变外界条件,等效平衡的建立是不可能的。若换成反应前后气体体积没有变化的可逆反应(见表4):如H2+I22HI,行吗?
表4
学生的表情很快从兴奋转向疑惑,由疑惑陷入深思。假如行的话,依据又在哪?当学生处于山穷水复疑无路的时候,老师再次创设了两组成倍起始投料①与②。学生通过分析、计算,结果发现这两组成倍的起始投料,反应达平衡时混合物中各对应物质的含量相同!这正是等效平衡的典型特征。学生路经教师搭建的知识桥梁,柳暗花明又一春。
在老师精心组织下,学生经过以上一系列讨论、师生对话等活动,从发散到收敛,认知过程得到提炼和升华,很自然发现并梳理出知识的来龙去脉,总结出在不同条件下,建立的等效平衡的途径,构建出完整的知识结构,实现了课堂的有效教学。
3收获与体会
布鲁纳的发现学习论认为“认识是一个过程,而不是一种产品”。过去我们所说教材是学生的世界,今天我们说世界才是学生真正的教材,只要把一个真实的世界还给学生,学生才能够学会如何去建造一个新的世界。
通过几年的研究、实践、总结,体会到在等效平衡的教学过程中,如果从问题的提出、问题的探究到问题的解决整个教学活动,都能完全依照学生的思维展开和发展,对知识点进行“小题大做”,将抽象、生僻、深奥的知识,通过创设多组数据作为探究知识的载体,分解了难点,大胆地鼓励学生从多角度、多侧面、多层次地思考问题,充分调动学生的潜在能力,盘活了思维,学生不但容易理解,更可贵的是让学生完全通过自己的观察发现问题所在,使学习过程成为再发现再创造的过程,成为知识的发现者。避免了学生被动地接受知识的现象。我校学生在解答2003年江苏省高考化学试卷第26题时,颇感得心应手,普遍取得了好的成绩。近几届的学生课后反馈:“这样的课开阔了思路,充分训练了我们的思维分析能力,这就是我们最想要的”。可见,选用发现法教学,能使课堂焕发出生机勃勃的活力,能极大地提高课堂的有效性教学。
参考文献:
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首先给出情景Ⅰ:对于恒温恒容时的可逆反应2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g),,采用三种投料方式:①2molSO2和1molO2;②2molSO3;③1molSO2、0.5molO2和1molSO3,达到平衡时测得反应混合物中SO2、O2和SO3均分别为0.4mol、0.2mol、1.6mol。针对情景Ⅰ可得出那些结论?师生共同讨论可得出:当外界条件一定时,同一可逆反应无论从正反应方向开始,只要达到平衡时的条件保持不变,这样的平衡之间就互称为等效平衡。
继续提出问题:一定的条件下,不同的起始态之间要满足什么条件才能建立等效平衡呢?可引导学生观察情景Ⅰ中三个起始态的数据,学生很容易看出若2molSO2和1molO2完全反应生成2molSO3,或2molSO3完全分解得到2molSO2和1molO2。引导学生继续思考1molSO2、0.5molO2和1molSO3是否也能通过某种途径转化为2molSO2、1molO2或2molSO3呢?学生通过讨论会得出:1molSO2、0.5molO2完全反应生成1molSO3,加上原有的1molSO3,即为2molSO3;也可将1molSO3完全分解为1molSO2、0.5molO2,加上原有1molSO2、0.5molO2的即为2molSO2、1molO2。这样起始态②③都能转化为2molSO2、1molO2,和起始态①对应物质的物质的量相等。
在学生理解了等效平衡的第一条规律后,继续提问:为什么在第一条规律中要强调反应前后气体物质的量发生变化?对于反应前后气体物质的量没有发生变化的可逆反应又该符合怎样的规律呢?在学生思考的同时给出情景Ⅱ:对于可逆反应H2(g)+I2(g)=2HI(g),维持体系温度和容积不变,采用三种投料方式:①1molH2和1molI2②2molH2和2molI2③1molH2、1molI2和2molHI。这三种起始态是否能够建立等效平衡?在共同讨论中学生能够意识到起始态②对于起始态①其实是加压了,而加压对这类可逆反应的平衡没有影响。所以起始态①、②建立的是等效平衡。而起始态③经过“一边倒”后可换算为3molH2和3molI2,这样起始态①、②、③建立的是等效平衡。在讨论中还要让学生注意到若起始态①平衡时HI的物质的量为amol,则起始态②、③平衡时HI的物质的量为2amol、3amol。这时就可以归纳出等效平衡的第二条规律:恒温恒容,对于反应前后气体物质的量没有发生变化的可逆反应,同时还存在若起始投料量对应成正比,则平衡产物的量也对应成正比的关系。
最后再次提出问题:为什么要强调恒温恒容呢?若恒温恒压又会怎样?给出情景Ⅲ:对于可逆反应2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g),维持体系温度和压强不变,采用两种投料方式:①2molSO2和1molO2②4molSO2、2molO2,这两种起始态是否能够建立等效平衡?学生容易想到因为压强不变,起始态②的体积为起始态①的2倍,这样两种起始态各组分的浓度相同,因此能够建立等效平衡。同样若起始态①平衡时SO3的物质的量为amol,则起始态②平衡时SO3的物质的量为2amol。此时学生已经可自己归纳出等效平衡的第三条规律:恒温恒压条件下的等效平衡建立的条件是:“一边倒”换算成同一边物质的物质的量之比相等。同时也存在起始投料量对应成正比,则平衡产物的量也对应成正比的关系。
在以上的基础之上再设置经典例题,让学生通过实践加深对等效平衡问题的认识和理解。
这样按逐步分化的原则向学生呈现学习材料,层层设疑、引导和讨论,有效的帮助学生化解难点,并激发学生的思维活动,使学生主动的参与、主动的学习,增强认知结构,提高思维能力和归纳能力。在教学实践中取得了较好的教学效果。
参考文献:
关键词外部干扰身体姿态调节模式研究
中图分类号:G85文献标识码:A
0前言
在原来状态下,施加一个力来影响原有状态的外部因素称为外部干扰。根据干扰的来源可以将干扰分为外部干扰和内部干扰;同时根据是否具有可预测性分为可预见性外部干扰和突发干扰。例如公交的急停、站立支持面的不稳定性、快速举臂等,这些干扰都会引起身体为保持平衡而采取一定的姿态的调节模式。根据所受外部干扰的性质,身体为保持平衡会产生不同模式的姿态控制。当所受外部干扰有一定的强度并且是可预见性的,身体为保持平衡产生前馈姿势调节模式,并伴随有后馈姿势调节模式的产生。当所受外部干扰是不可预见的,身体为保持平衡只会产生后馈姿势调节模式。
1前馈姿态调节模式的概念
在姿势控制中涉及到身体的重心和支撑面重心的关系。当身体处于平衡状态时受到可预见的外部干扰,引起背部肌肉的激活发生改变,在受到外部干扰之前,身体的某些方面发生一些列改变,这样受到外部干扰后减小了身体平衡变化的影响。这些调整称为前馈性姿态调整(APASanticipatoryposturaladjustments)。人体平衡受到视觉、本体感觉、前庭觉的影响。随着年龄的增长,老年人的本体感觉、前庭觉功能减弱,主要依靠视觉来保持平衡。当有两个或更多的感觉信息被消除或扭曲后,老年人直立站着会产生很强的自动摇晃。
2后馈姿态调节模式的概念
当身体处于平衡状态受到不可预见的外部干扰时,受到外部干扰的那一刻姿势肌被激活目的为恢复平衡。这些变化是通过传感反馈所引起的并且有助于应对外部干扰后的实际影响,这就称为后馈性姿态调整(CPAScompensatoryposturaladjustments)。例如,当受到不可预见的外部干扰时,姿势肌的潜伏期会被推迟并且需要更长的时间去稳定COP。在应对外部干扰时,根据干扰的强度采用不同的姿势策略保持身体平衡。外部干扰强度不大时,可以采用踝关节策略,膝关节策略,髋关节策略来保持身体平衡。外部刺激强度足够大时,可以采用迈步策略来保持身体平衡。因为足部位置的移动,扩大站立支持面有利于身体的平衡。老年人与年轻人相比,老年人在应对突发干扰时更倾向于利用髋关节策略,并且收缩机与对抗肌同时收缩的模式增多。在健康的老年人群体中,为了防止跌倒,更多会采用迈步策略。因此,后馈性姿势调整在恢复平衡中有着很重要的作用尤其随着老年化过程的影响。
3前馈姿态调节模式与后馈姿态调节模式的关系
在受到外界干扰后,APAS和CPAS的出现有着共同的目标减小COP的位移并恢复身体平衡。在应对外界干扰时为保持身体的平衡由中枢神经控制的两种机制是APAS和CPAS。有研究已经报道,所受外界干扰是不可预见性的,不会产生APAS,而会产生大量的CPAS,COP位移变化值增大。所受外界干扰是可预见性的,将会有APAS的产生,同时CPAS的强度减弱,并且COP位移变化值不大。
参考文献
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