物理的楞次携手化学的勒夏特列

1、物理的“楞次”携手化学的“勒夏特列”作者 许美羡摘要：自然界是一个统一、不可分割的整体。人是自然界中的一员，规律是自然界各事物的体现，所以，由人总结出来的规律也应该是紧密相连的一体。物理学上的楞次和化学上的勒夏特列，便是其中的一个典例。两者的类比学习，会让我们更加熟练地掌握它们各自的内涵感和用法，也让我们感受到各学科之间的学习并不是孤立的，而是具有一种统一的美。关键词：楞次定律 勒夏特列原理 类比学习 平衡系统自然界中的万物有一种统一的美，各个学科内部之间本来就存在着紧密的联系。比如：生物学上说，生态系统中有“牵一发而动全身”的特性，但生态系统却具有一定的稳定性，生态系统的稳定性指的是生态系统

2、所具有的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力；物理学上说，当通过闭合回路的磁通量发生变化时，产生的感应电流激发的磁场会阻碍原磁通量的变化；化学上说，对于一个已达到平衡的反应，当影响平衡的条件发生改变的时候，平衡将朝着阻碍这种改变的方向移动。概况起来，上述各学科给予我们的启示是：尽管学科不同，但是一个平衡系统对外界干扰的反应总是会阻碍外界的干扰，当然只是阻碍并不是阻止。这让我们不禁要想，不同学科之间是否有什么相同的规律？我们在教学中又该如何来利用这种共同规律让学生更快理解领会本学科的知识点？其实，在不同的时空里，俄国的“楞次”和法国的“勒夏特列”就为我们作出了最好的诠释。这两个知识点常是考试中

3、的难点，理解了他们之间的共性和联系，有要想弄明白它们的联系，就不得不先弄清它们各自的内涵和用法。楞次定律是俄国物理学家楞次发现的一条电磁学定律，主要内容为：闭合回路中感应电流的方向，总是使得它所激发的磁场来阻碍引起感应电流的磁通量的变化【：普通物理学第六版下册（程守洙、江之永）P395】。楞次定律的实质是：产生感应电流的过程必须遵守能量守恒定律，如果感应电流的方向违背楞次定律规定的原则，那么永动机就是可以制成的。这明显违背了能量守恒定律，显然是不可能的。所以说，感应电流产生的效果总会阻碍产生感应电流的原因。同样的，勒夏特列原理（又称平衡移动原理）是法国化学家勒夏特列发现的用来判断化学平衡移动方

4、向的原理。勒夏特列指出：在一个已经达到平衡的可逆反应中，如果改变影响平衡的条件之一（如温度、压强，以及参加反应的化学物质的浓度），平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。【：百度百科/view/208452.htm】从上面可看出，楞次定律和勒夏特列原理实质都是平衡系统的特性。在高中正常教学进度中，物理的楞次定律会先教，充分利用学生在对物理的楞次定律理解的基础上，引导学生进行类比学习，同时应用物理的定律，从另一个角度寻找勒夏特列原理教学中的突破点、切入点，多层面的深入分析，更有利于学生的快速理解和掌握。因此，勒夏特列原理教学中我们分以下步骤逐步进行：一、讲解原理勒夏特列原理（又称平衡移动原理）：在

5、一个已经达到平衡的可逆反应中，如果改变影响平衡的条件之一（如温度、压强，以及参加反应的化学物质的浓度），平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。勒夏特列原理给了我们一种定性来判断化学平衡移动的方法。我们知道，影响化学平衡的条件主要有温度、压强和浓度。当反应条件温度发生改变的时候，由于任何化学反应都存在能量的转化，如果系统温度降低，则平衡将朝着放热反应的方向移动，如果温度升高，则平衡朝吸热反应的方向移动。同样的道理，如果某种反应物的浓度发生改变时，若增加，则平衡正向移动，若减少，则平衡逆向移动；生成物的浓度发生改变的情况则相反。如果是系统的压强发生改变呢？以氮气和氢气反应生成氨气为例，由于反应物的

6、化学计量数总和大于生成物的化学计量数总和，那么当压强增大时，平衡就要向正反应方向移动；压强减小时，平衡就要逆向移动。特殊的是，如果反应物和生成物的化学计量数总和相等，那么压强的改变就不会引起平衡的移动。所谓化学平衡，就是在一个可逆反应中，正逆反应速率相等，反应物和生成物各组分的浓度不再发生变化的时候。简单地说，一个可逆反应达到平衡时，就是宏观上无法观察到反应在继续进行的时候。值得注意的是，这个时候整个体系实际上是处于一种动态的平衡当中。另外，这种平衡的移动只会削弱就是阻碍影响条件的改变，而不能完全的阻止这种改变。二、跨科关联勒夏特列原理（又称平衡移动原理）归纳的是化学学科中关于平衡系统的原理，

7、在物理学科中也有相关与平衡系统的定律，那就是同学们不久前刚学过的楞次定律。他的主要内容为，闭合回路中感应电流的方向，总是使得它所激发的磁场来阻碍引起感应电流的磁通量的变化。在了解了“楞次定律”和“勒夏特列”原理的基本内容和用法之后，我们会不禁发现两者之间有着惊人的相似之处。楞次定律中由于磁通量的改变必会有感应出来的电流激发磁场来阻碍这种变化；同样的，在勒夏特列原理中，由于外界环境的改变，必会有系统内部物质浓度的相应改变来阻碍这种变化；楞次定律中由感应出来的电流产生的磁场使物体受力，这个力必会阻碍原物体的运动：同样的，在勒夏特列原理中，在平衡时由于外界压强，温度等的改变时平衡出现了移动，这个移动

8、必会阻碍原平衡的进行。下面，就举两个简单的例子来揭示两者的紧密联系。三、习题巩固物理：如图，在垂直于纸面向里的磁场中，在一U形的光滑导轨上放置一根与其接触良好的金属棒，施加恒力F是导体棒向右运动，则以下正确的是：A：回路中有顺时针方向的电流；B：回路中有逆时针的电流；C：导体棒一直向右运动；D：导体棒先向右运动后停止。很明显答案是BC。根据楞次定律可以知道，由于磁场的作用，产生的感应电流必然会阻碍导体棒的向外运动，由左手定则可判断电流方向为逆时针方向。另一方面由于感应电流只会阻碍导体运动而不会阻止其运动，所以导体棒会一直向右运动。化学：在一个密闭的容器中，发生如下的反应：N2+3H22NH3。

9、当体系达到平衡时，向其中充入氮气，则一下正确的是： A：平衡正向移动； B：平衡逆向移动； C：新的平衡时氮气浓度比原来的大； D：新的平衡时氮气浓度比原来的小。答案是AC。根据勒夏特列原理，反应物的浓度发生增加时，则平衡正向移动，并且这种平衡的移动只会削弱就是阻碍影响条件的改变，而不能完全的阻止这种改变。因此新的平衡时氮气浓度会比原来的大。四、综合总结 通过以上的两例的对比，我们会发现，这两条定律原理远离似乎在阐述同一个道理，就是一个达到稳定状态的系统，总是想要维持原来的状态，一旦有某种外来的力量想要破坏这种状态，系统就会产生一种“反力量”来阻碍这种外来力量。在高中的学习阶段中，物理的楞次定

10、律先学于化学的勒夏特列原理，当了解到两者的密切关系后，我们就要学会迁移，把物理中的知识应用到化学中来，解决平衡移动时的各种问题，做到举一反三。同时，这样的方法不仅会使学习事半功倍，而且让我们更加感到学科间并不是相互独立的，而是紧密相连、密不可分的一个整体。将这些联系起来就会引发我们对其他很多问题的思考，不止对于化学和物理的问题，也对于其他许多的问题。这在我们的课本中有许多的体现，在政治经济中，当供不应求时，社会就会出现物价上涨，人们就会削减需求压缩开支，商家则增加供给赚取利润，这种供求状况就会自动趋向缓解；在历史上，当政治腐败，民生凋敝的时候，政府就会采取变革措施，或者朝代就要更替，以缓解这种

11、状况；在地理上，地质运动使得地表趋向崎岖，相应的就有分化，侵蚀，搬运，堆积来使地表趋于平整。楞次定律和勒夏特列原理可能是更深层次的原理在物理学和化学上的运用而得到的。终有一天，在科学上或者哲学上会有更一般化的规则被总结出来，这需要我们在平常的学习中不断地思考。只有如此，才能发现楞次定律和勒夏特列原理背后更为壮观的科学之美。通过以上四步骤的类比学习，利用其他学科已完成的相应原理或定律，启发学生理解本学科的知识点，同时也能加深和巩固前一学科的相应知识。通过各学科相关知识交叉的引用和相互印证，让物理的“楞次”携手化学的“勒夏特列” ，提高学生的学习兴趣，让学生在快乐中学习，以此提高教与学的效率，做到事半功倍。进而使学生由单学科逐渐