619-0809/04 – Physical Chemistry and Kinetics of Explosions (FCHKE)

Gurantor departmentDepartment of Physical Chemistry and Theory of Technological ProcessesCredits5
Subject guarantorprof. Ing. Jana Dobrovská, CSc.Subject version guarantorprof. Ing. Jana Dobrovská, CSc.
Study levelundergraduate or graduateRequirementCompulsory
Year1Semesterwinter
Study languageCzech
Year of introduction2006/2007Year of cancellation2008/2009
Intended for the facultiesFBIIntended for study typesFollow-up Master
Instruction secured by
LoginNameTuitorTeacher giving lectures
DOB30 prof. Ing. Jana Dobrovská, CSc.
R1E37 doc. Ing. Lenka Řeháčková, Ph.D.
SME06 doc. Ing. Bedřich Smetana, Ph.D.
Extent of instruction for forms of study
Form of studyWay of compl.Extent
Combined Credit and Examination 14+0

Subject aims expressed by acquired skills and competences

- to define the thermodynamic quantities and thermodynamic laws - to describe the chemical equilibrium – to monitor the dependence of the equilibrium constant on state variables (dependence on temperature, dependence on pressure) – to utilize Le Chatelier’s principle (effect of initial composition, pressure and inert component on the equilibrium composition) - to describe the phase equilibrium - Gibbs phase rule, phase equilibria of pure substances and liquid-vapour equilibrium in mixtures - to define and apply basic principles of chemical kinetics - rate of chemical reaction, kinetic equation, order of reaction, rate constant, the theory of reaction rates - to describe basic steps of heterogeneous process - physical processes limiting kinetics of heterogeneous processes, diffusion, the Fick's first and second law, adsorption, adsorption isotherms - to apply the chemical thermodynamics a kinetics on the processes of combustion, explosion and extinguishing

Teaching methods

Lectures
Individual consultations
Tutorials

Summary

Application of the physico-chemical laws on the processes of combustion, explosion and extiguishing.

Compulsory literature:

Atkins,P.W., Physical Chemistry. Fourth Edition, Oxford: Oxford University Press, 1993. 995 p. 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.

Recommended literature:

Warren Strahle C., An Introduction to Combustion. Gordon and Breach Science Publishers. Combustion Science and Technology Book Series.Volume 1. 1993. 166p.

Way of continuous check of knowledge in the course of semester

E-learning

Další požadavky na studenta

Prerequisities

Subject codeAbbreviationTitleRequirement
619-0403 ZFCHH Physical Chemistry Fundamentals of Combustion and Explosion Processes Recommended

Co-requisities

Subject has no co-requisities.

Subject syllabus:

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.

Conditions for subject completion

Combined form (validity from: 1960/1961 Summer semester, validity until: 2008/2009 Summer semester)
Task nameType of taskMax. number of points
(act. for subtasks)
Min. number of points
Exercises evaluation and Examination Credit and Examination 100 (145) 51
        Examination Examination 100  0
        Exercises evaluation Credit 45  0
Mandatory attendence parzicipation:

Show history

Occurrence in study plans

Academic yearProgrammeField of studySpec.FormStudy language Tut. centreYearWSType of duty
2008/2009 (N3908) Fire Protection and Industrial Safety (3908T002) Safety Engineering K Czech Ostrava 1 Compulsory study plan
2007/2008 (N3908) Fire Protection and Industrial Safety (3908T002) Safety Engineering K Czech Ostrava 1 Compulsory study plan

Occurrence in special blocks

Block nameAcademic yearForm of studyStudy language YearWSType of blockBlock owner