619-0901/01 – Fyzikální chemie (FCH)

Garantující katedraKatedra fyzikální chemie a teorie technologických procesůKredity10
Garant předmětuprof. Ing. Jana Dobrovská, CSc.Garant verze předmětuprof. Ing. Jana Dobrovská, CSc.
Úroveň studiapostgraduálníPovinnostpovinně volitelný
RočníkSemestrzimní + letní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení1999/2000Rok zrušení2011/2012
Určeno pro fakultyFMTUrčeno pro typy studiadoktorské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
DOB30 prof. Ing. Jana Dobrovská, CSc.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+0
kombinovaná Zápočet a zkouška 28+0

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Prohloubit znalosti studenta v oblasti fyzikální chemie se zaměřením na moderní směry rozvoje této přírodní vědy v chemických technologiích.

Vyučovací metody

Přednášky
Individuální konzultace

Anotace

Obsahem předmětu je chemická termodynamika (termodynamický popis soustav a dějů, popis chemických a fázových rovnováh) a chemická kinetika (kinetická analýza homogenních a heterogenních reakcí). Výběr kapitol bude proveden na základě orientace doktorské disertační práce společně se školitelem.

Povinná literatura:

ATKINS, P. W. Fyzikálna chémia. (Časť 1, 2a, 2b,3). Bratislava: Slovenská technická univerzita, 1999. ISBN 80-227-1238-8. MOORE, Walter J. Fyzikální chemie. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1981. KELLÖ, Vojtech a Alexander TKÁČ. Fyzikálna chémia. 3. upr. vyd. Bratislava: Alfa, 1977. ATKINS, P. W. a Julio DE PAULA. Atkins' Physical chemistry. 10th ed. Oxford: Oxford University Press, c2014. ISBN 978-0-19-969740-3.

Doporučená literatura:

Aktuální články v odborných periodikách.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

E-learning

Další požadavky na studenta

Nejsou obecně definovány, záleží na obsahu diplomové práce.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Plynný skupenský stav. Ideální plyn, základní zákony. Chování reálných plynů, kompresibilitní faktor, viriální koeficienty, kritický stav plynu, van der Waalsova rovnice, princip korespondujících stavů. Chemická termodynamika. Základní pojmy, soustava, termodynamické vlastnosti, termodynamický děj, termodynamické stavové funkce. Tepelné kapacity látek, jejich závislost na teplotě, způsobu převodu tepla, velikosti soustavy. Změna tepelné kapacity v průběhu chemické reakce. I. věta termodynamická, formulace a význam. Práce ideálního plynu. Teplo za stálého tlaku a objemu, termodynamická stavová funkce entalpie. Termodynamická definice molárních tepel. Ohřevu a ochlazování látek. Reakční tepla. Termochemické zákony, výpočet reakčních tepel. Závislost reakčního tepla na teplotě, Kirchhoffovy zákony a jejich použití. Teoretická reakční teplota. II. věta termodynamická – formulace a význam. Tepelný stroj, Carnotův cyklus. Termodynamická stavová funkce - entropie, výpočet změn entropie za různých podmínek. Entropie z hlediska statistické termodynamiky. Termodynamické potenciály – Helmholtzova a Gibbsova energie. Rozhodování o průběhu a rovnováze dějů. Afinita. Spojení I. a II. VT, vztahy mezi termodynamickými stavovými funkcemi, Maxwellovy rovnice. Teplotní závislost Helmholtzovy a Gibbsovy energie, Gibbsova–Helmholtzovy rovnice a jejich použití. Parciální molární veličiny – definice, vlastnosti. Gibbs–Duhemova rovnice. Chemický potenciál a jeho význam. Chemické rovnováhy. Rovnice reakční izotermy, pravá termodynamická rovnovážná konstanta. Vyjadřování rovnovážných konstant pro homogenní a heterogenní chemické reakce. Výpočet rovnovážného složení, stupeň přeměny. Vliv teploty na rovnováhu chemické reakce, rovnice reakční izobary a izochory. Vliv tlaku na rovnováhu chemické reakce. Princip Le Chaterier–Braunův. Fázové rovnováhy. Gibbsův zákon fází, fáze, skupenství, složka, stupeň volnosti. Jednosložková soustava, fázový diagram, trojný bod. Rovnováha v jednosložkové dvoufázové soustavě, Clapeyronova a Clausius–Clapeyronova rovnice. Dvousložková soustava. III. věta termodynamická. Nernstův tepelný teorém a jeho důsledky, Planckův postulát. Chemická kinetika a její význam. Kinetika homogenních chemických reakcí. Základní pojmy, rychlost chemické reakce, Guldberg–Waagův zákon, kinetická interpretace rovnováhy, molekularita a řád chemické reakce, mechanismus. Kinetika reakcí 1.řádu, poločas reakce. Kinetika reakcí 2. a vyšších řádů. Mechanismus simultánních chemických reakcí, reakce protisměrné, souběžné a následné, matematické řešení. Závislost reakční rychlosti na teplotě, Arrheniova rovnice. Teorie reakční rychlosti, srážková teorie a teorie absolutních reakčních rychlostí. Závislost reakční rychlosti na tlaku. Kinetika heterogenních chemických reakcí, články heterogenní kinetiky. Difúze, molekulární difúze, I. a II. Fickův zákon, následná a souběžná difúze, principy řešení. Konvektivní difúze. Adsorpce, fyzikální a chemická. Adsorpce plynů na tuhé fázi. Adsorpční izotermy, Freundlichova, Langmuirova, BET. Jednodušší aplikace spojování článků heterogenní kinetiky.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr, platnost do: 2011/2012 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodůMax. počet pokusů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (145) 51 3
        Zkouška Zkouška 100  0 3
        Zápočet Zápočet 45  0 3
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Podmínky absolvování předmětu a účast na cvičeních v rámci ISP:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.ZaměřeníFormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2010/2011 (P2106) Metalurgie (2109V036) Metalurgická technologie P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (P2106) Metalurgie (2109V037) Tepelná technika a paliva v průmyslu P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (P2106) Metalurgie (2807V003) Chemická metalurgie P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (P2106) Metalurgie (2109V036) Metalurgická technologie K čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (P2106) Metalurgie (2109V037) Tepelná technika a paliva v průmyslu K čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2010/2011 (P2106) Metalurgie (2807V003) Chemická metalurgie K čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2009/2010 (P2106) Metalurgie (2109V036) Metalurgická technologie P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2009/2010 (P2106) Metalurgie (2109V037) Tepelná technika a paliva v průmyslu P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2009/2010 (P2106) Metalurgie (2807V003) Chemická metalurgie P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2009/2010 (P2106) Metalurgie (2109V036) Metalurgická technologie K čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2009/2010 (P2106) Metalurgie (2109V037) Tepelná technika a paliva v průmyslu K čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2009/2010 (P2106) Metalurgie (2807V003) Chemická metalurgie K čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (P2106) Metalurgie (2109V036) Metalurgická technologie P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (P2106) Metalurgie (2109V037) Tepelná technika a paliva v průmyslu P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (P2106) Metalurgie (2807V003) Chemická metalurgie P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (P2106) Metalurgie P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (P2106) Metalurgie (2109V036) Metalurgická technologie K čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (P2106) Metalurgie (2109V037) Tepelná technika a paliva v průmyslu K čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (P2106) Metalurgie (2807V003) Chemická metalurgie K čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2008/2009 (P2106) Metalurgie K čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (P2106) Metalurgie (2109V036) Metalurgická technologie P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (P2106) Metalurgie (2109V037) Tepelná technika a paliva v průmyslu P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (P2106) Metalurgie (2807V003) Chemická metalurgie P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (P2106) Metalurgie (2109V036) Metalurgická technologie K čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (P2106) Metalurgie (2109V037) Tepelná technika a paliva v průmyslu K čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2007/2008 (P2106) Metalurgie (2807V003) Chemická metalurgie K čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (P2106) Metalurgie (2109V036) Metalurgická technologie P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (P2106) Metalurgie (2109V037) Tepelná technika a paliva v průmyslu P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (P2106) Metalurgie (2807V003) Chemická metalurgie P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (P2106) Metalurgie (2109V036) Metalurgická technologie K čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (P2106) Metalurgie (2109V037) Tepelná technika a paliva v průmyslu K čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2006/2007 (P2106) Metalurgie (2807V003) Chemická metalurgie K čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku

Hodnocení Výuky

Předmět neobsahuje žádné hodnocení.