619-0809/02 – Fyzikální chemie a kinetika explozí (FCHKE)

Garantující katedraKatedra fyzikální chemie a teorie technologických procesůKredity5
Garant předmětuprof. Ing. Jana Dobrovská, CSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Jana Dobrovská, CSc.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník1Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení1999/2000Rok zrušení2008/2009
Určeno pro fakultyFBIUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
DOB30 prof. Ing. Jana Dobrovská, CSc.
R1E37 doc. Ing. Lenka Řeháčková, Ph.D.
SME06 prof. Ing. Bedřich Smetana, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
kombinovaná Zápočet a zkouška 14+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

- definovat termodynamické veličiny, termodynamické zákony - popsat chemické rovnováhy - sledovat závislost rovnovážné konstanty na vnějších faktorech (vliv teploty, tlaku) - aplikovat Le Chatelierův princip (vliv teploty, tlaku, počátečního složení a inertních látek na rovnovážné složení) - sledovat fázové rovnováhy – podmínky fázové rovnováhy, Gibbsův fázový zákon, fázové rovnováhy čistých látek a směsí - definovat a používat základní principy chemické kinetiky - reakční rychlost, kinetická rovnice, reakční řád, rychlostní konstanta, teorie reakčních rychlostí - popisovat základní kroky heterogenního procesu - fyzikální procesy limitující kinetiku heterogenního děje, difúze, Fickovy zákony, adsorpce, adsorpční izotermy - aplikovat chemickou termodynamiku a kinetiku na procesy hoření výbuchu a hašení

Vyučovací metody

Přednášky
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)

Anotace

Aplikace fyzikálně-chemických zákonů na fyzikální a chemické děje procesů hoření, výbuchu a hašení.

Povinná literatura:

Kalousek,J.:Základy fyzikální chemie hoření, výbuchu a hašení. Edice SPBI Spektrum, Ostrava, 2000 (II. vydání) Kalousek.J. – Dobrovský, Ľ. : Základy fyzikální chemie. Ostrava, VŠB 1985. 155 s. Atkins,P.W., Physical Chemistry. Fourth Edition, Oxford: Oxford University Press, 1993. 995 p.

Doporučená literatura:

Warnatz,J., Maas,U., Dibble,R.W., Combustion. Physical and Chemical Fundamentals, Modelling and Simulation, Experiments, Pollutant Formation. Springer-Verlag Berlin Heidelberg New Uork. 1996. 265 p. Warren Strahle C., An Introduction to Combustion. Gordon and Breach Science Publishers. Combustion Science and Technology Book Series.Volume 1. 1993. 166p.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerekvizity

Kód předmětuZkratkaNázevPovinnost
619-0403 ZFCHH Základy fyzikální chemie hoření a výbuchu Doporučená

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

1)Plyny, ideální plyn, stavová rovnice ideálního plynu a její speciální případy, reálné plyny, kritický stav, zkapalňování plynů, rovnice van der Waalsova, rovnice Abelova, stavová rovnice s viriálními koeficienty, kompresibilitní faktor, fugacita. 2)Tepelné kapacity – definice; pravá a střední tepelná kapacita, závislosti tepelných kapacit na teplotě, změna tepelné kapacity v průběhu chemické reakce, teplotní závislost změny tepelné kapacity reakce, experimentální kalorimetrické stanovení tepelné kapacity – princip dané metody. 3)Formulace a rozbor I. věty termodynamické, teplo za stálého tlaku a stálého objemu, entalpie. Termodynamická definice molových tepel. 4)Ohřev a ochlazování látek. Reakční tepla. 5)Termochemické zákony. Výpočet reakčních tepel. Spalné teplo. Výbuchové teplo. 6)Závislost reakčního tepla na teplotě – Kirchhoffovy rovnice a jejich použití. 7)Teoretická reakční teplota. 8)II. věta termodynamická, entropie, změna entropie s teplotou, změna entropie chemické reakce, změna entropie chemické reakce s teplotou, změna entropie s tlakem a objemem. 9)Termodynamické potenciály (Helmholtzova a Gibbsova energie) a jejich význam. 10)Teplotní závislost Gibbsovy a Helmholtzovy energie. 11)Parciální molární veličiny. Chemický potenciál. 12)Vyjadřování rovnovážných konstant. Rovnice reakční izotermy. Stupeň konverze. 13)Vliv teploty na rovnováhu chemické reakce – rovnice reakční izobary a izochory. 14)Fyzikální rovnováhy. Gibbsův zákon fází, fázový diagram jednosložkové soustavy (fázový diagram vody). Vypařování čistých kapalin. Rovnice Clapeyronova a Clausius-Clapeyronova. 15)Roztoky, Raoultův zákon. Destilace, izobarické a izotermické destilační diagramy. 16)Transportní jevy, přenos tepla, hmoty a hybnosti. 17)Chemická kinetika, základní kinetické pojmy – reakční rychlost, zákon účinku hmotnosti (Guldberg-Waagův zákon), molekularita a řád reakce. 18)Kinetika reakcí prvého řádu, poločas reakce 1. řádu. 19)Kinetika reakcí druhého a vyšších řádů. 20)Mechanismus chemické reakce, řídící děj u následných a paralelních reakcí. 21)Závislost reakční rychlosti na teplotě – Arrheniova rovnice. Závislost hodnoty aktivační energie chemické reakce na teplotě. 22)Závislost reakční rychlosti na tlaku. 23)Závislost reakční rychlosti na koncentraci reagujících složek. 24)Srážková teorie reakční rychlosti. 25)Teorie aktivovaného komplexu - teorie maximálních reakčních rychlostí. 26)Katalýza, vliv katalyzátorů a inhibitorů na rychlost chemické reakce. 27)Kinetika heterogenních dějů – základní články, difúze, zákony difúze a možnosti matematického řešení. 28)Následná, souběžná difúze, difúze s následnou chemickou reakcí na mezifázovém rozhraní. 29)Adsorpce, adsorpce plynů na tuhé fázi, Freundlichova, Langmuirova a BET adsorpční izotermy. Adsorpce následovaná chemickou reakcí na mezifázovém rozhraní. 30)Adsorpce v roztocích, Gibbsova adsorpční izoterma. 31)Koloidní chemie 32)Mechanismus reakcí hoření, teorie řetězových reakcí.(Rozšířeno o řešení diferenciálních rovnic) 33)Meze vznícení, první (dolní), druhá (horní) a třetí tlaková mez vznícení. 34)Teorie tepelného samovznícení, zápalná teplota – její stanovení výpočtem i graficky. 35)Homogenní a heterogenní hoření. Kinetické a difúzní hoření. 36)Adiabatická (teoretická) teplota plamene. 37)Složení hořlavin a produkty hoření. Měrné spalné teplo a měrná výhřevnost. 38)Spalování tuhých a kapalných paliv. Množství kyslíku a vzduchu pro hoření. 39)Spalování plynných paliv. Množství kyslíku a vzduchu pro hoření. 40)Výbušiny, energetika, termický rozklad. 41)Mechanismus výbušných přeměn, explozivní hoření, výbuch II. řádu, detonace. 42)Detonace, fyzikálně – matematický popis modelu detonace, detonační charakteristiky. 43)Výbuchová rizika. Teorie hašení a jeho fyzikálně chemické principy.

Podmínky absolvování předmětu

Kombinovaná forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr, platnost do: 2008/2009 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (145) 51
        Zkouška Zkouška 100  0
        Zápočet Zápočet 45  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2008/2009 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Praha 1 povinný stu. plán
2008/2009 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2007/2008 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu (30) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Praha 1 povinný stu. plán
2007/2008 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu (30) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2007/2008 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2007/2008 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Praha 1 povinný stu. plán
2006/2007 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu (30) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Praha 1 povinný stu. plán
2006/2007 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T006) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu (30) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2006/2007 (N3908) Požární ochrana a průmyslová bezpečnost (3908T002) Bezpečnostní inženýrství K čeština Ostrava 1 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku