619-0809/03 – Fyzikální chemie a kinetika explozí (FCHKE)
| Garantující katedra | Katedra fyzikální chemie a teorie technologických procesů | Kredity | 5 |
| Garant předmětu | prof. Ing. Jana Dobrovská, CSc. | Garant verze předmětu | prof. Ing. Jana Dobrovská, CSc. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 1 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2006/2007 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FBI | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
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
PREZENČNÍ STUDIUM
Podmínky pro udělení zápočtu na cvičení:
- 100 % účast na teoretických cvičeních – 2 body
- účast na teoretickém cvičení menší než 79% ( více než 3 neúčasti)
poskytuje
možnost neudělení zápočtu
- úspěšné absolvování dvou samostatných výpočtových písemek – hodnocení
18+18 = max. 36 bodů
- oprava písemky – lze opravit maximálně jednu písemku maximálně jedenkrát.
Bodové hodnocení zápočtu:
- zápočet min. bodů 12
- zápočet max. bodů 38
V celkovém zisku bodového ohodnocení zápočtu musí být obsaženo nenulové
hodnocení obou výpočtových písemek (min. 6 bodů za písemku), tzn. student
musí absolvovat obě výpočtové písemky.
Bodové hodnocení zkoušky: zkouška kombinovaná
- písemná část zkoušky - max. bodů 12
- ústní část zkoušky - max. bodů 50
V celkovém zisku bodového ohodnocení zkoušky musí být obsaženo jak nenulové
hodnocení výpočtové zkouškové písemky (min. 4 body za písemku) tak nenulové
hodnocení vlastní ústní zkoušky, tzn. student musí absolvovat obě části
zkoušky.
Bodové hodnocení předmětu se získá součtem bodů za cvičení a za absolvování
zkoušky. Výsledná klasifikace je dána podmínkami ve Studijním a zkušebním
řádu VŠB TUO.
E-learning
Další požadavky na studenta
Další požadavky nejsou definovány.
Prerekvizity
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Plyny, ideální plyn, stavová rovnice ideálního plynu a její speciální případy, reálné plyny, rovnice van der Waalsova, rovnice Abelova.
Tepelné kapacity – definice; závislosti tepelných kapacit na teplotě, změna tepelné kapacity v průběhu chemické reakce, teplotní závislost změny tepelné kapacity reakce.
Formulace a rozbor I. věty termodynamické, teplo za stálého tlaku a stálého objemu, entalpie. Ohřev a ochlazování látek. Reakční tepla. Termochemické zákony. Výpočet reakčních tepel. Spalné teplo. Výbuchové teplo. Závislost reakčního tepla na teplotě - Kirchhoffovy rovnice a jejich použití.Teoretická reakční teplota.
II. věta termodynamická, entropie. Termodynamické potenciály (Helmholtzova a
Gibbsova energie) a jejich význam.
Vyjadřování rovnovážných konstant. Rovnice reakční izotermy. Stupeň konverze.Vliv teploty na rovnováhu chemické reakce.
Fyzikální rovnováhy. Vypařování čistých kapalin. Rovnice Clausius-Clapeyronova. Roztoky, Raoultův zákon.
Chemická kinetika, základní kinetické pojmy – reakční rychlost, zákon účinku hmotnosti (Guldberg – Waagův zákon), molekularita a řád reakce, mechanismus chem.reakcí.Kinetika reakcí prvého řádu, poločas reakce 1. řádu. Závislost reakční rychlosti na teplotě, tlaku a koncentraci reagujících složek.
Kinetika heterogenních dějů – základní články, difúze, zákony difúze. Adsorpce, adsorpce plynů na tuhé fázi, Freundlichova adsorpční izoterma.
Mechanismus reakcí hoření, teorie řetězových reakcí, teorie tepelného samovznícení. Meze vznícení, první (dolní), druhá (horní) a třetí tlaková mez vznícení. Homogenní a heterogenní hoření. Kinetické a difúzní hoření. Adiabatická (teoretická) teplota plamene. Složení hořlavin a produkty hoření. Měrné spalné teplo a měrná výhřevnost. Spalování paliv. Množství kyslíku a vzduchu pro hoření. Mechanismus výbušných přeměn. Výbuchová rizika. Teorie hašení a jeho fyzikálně chemické principy.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky