619-0809/04 – Physical Chemistry and Kinetics of Explosions (FCHKE)
Gurantor department | Department of Physical Chemistry and Theory of Technological Processes | Credits | 5 |
Subject guarantor | prof. Ing. Jana Dobrovská, CSc. | Subject version guarantor | prof. Ing. Jana Dobrovská, CSc. |
Study level | undergraduate or graduate | Requirement | Compulsory |
Year | 1 | Semester | winter |
| | Study language | Czech |
Year of introduction | 2006/2007 | Year of cancellation | 2008/2009 |
Intended for the faculties | FBI | Intended for study types | Follow-up Master |
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
Other requirements
Prerequisities
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
Occurrence in study plans
Occurrence in special blocks
Assessment of instruction
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.