619-2003/02 – Theory of Technological Processes (TTP)
| Gurantor department | Department of Physical Chemistry and Theory of Technological Processes | Credits | 6 |
| Subject guarantor | prof. Ing. Jana Dobrovská, CSc. | Subject version guarantor | prof. Ing. Bedřich Smetana, Ph.D. |
| Study level | undergraduate or graduate | Requirement | Compulsory |
| Year | 2 | Semester | winter |
| | Study language | Czech |
| Year of introduction | 2014/2015 | Year of cancellation | 2021/2022 |
| Intended for the faculties | FMT | Intended for study types | Bachelor |
Subject aims expressed by acquired skills and competences
The aim of the course is to acquaint students with the basics of chemical thermodynamics and kinetics and their application to the technology of preparation of metallic materials.
Graduates of the course will know and understand the basic thermodynamic and kinetic concepts for the description of homogeneous and heterogeneous systems. They will be able to apply the basics of chemical thermodynamics and kinetics to selected technological processes and perceive these processes in a broader social context.
Teaching methods
Lectures
Individual consultations
Tutorials
Experimental work in labs
Project work
Summary
The topic of the subject is theoretical background in the area of application of the physical chemistry principles to technological processes.
Compulsory literature:
Recommended literature:
Additional study materials
Way of continuous check of knowledge in the course of semester
PREZENČNÍ STUDIUM
Podmínky pro získání zápočtu:
- 100 % účast na teoretických cvičeních - 2 body
- účast na teoretických cvičeních menší než 86% (více než 1 neúčast)
poskytuje možnost neudělení zápočtu
- úspěšné absolvování dvou samostatných výpočtových písemek – hodnocení
(14 + 14) = max. 28 bodů
- oprava písemky – lze opravit maximálně jednu písemku maximálně
jedenkrát.
- absolvování 5 laboratorních cvičení, odevzdání a obhájení protokolů –
max. 15 bodů (toto bodové ohodnocení představuje hodnocení jak vlastní
teoretické přípravy na zadanou laboratorní úlohu, tak hodnocení práce v
laboratoři a hodnocení obsahové a formální stránky laboratorního protokolu
včetně jeho obhajoby)
Bodové hodnocení zápočtu:
- zápočet min. bodů 20
- zápočet max. bodů 45
V celkovém zisku bodového ohodnocení zápočtu musí být obsaženo nenulové
hodnocení obou výpočtových písemek (min. 5 bodů za 1 písemku) a laboratorního
cvičení, tzn. student musí absolvovat obě výpočtové písemky a splnit
podmínky
laboratorního cvičení.
Bodové hodnocení zkoušky: zkouška kombinovaná
- písemná část zkoušky - max. 15 bodů
- ústní teoretická část zkoušky - max. 40 bodů
V celkovém zisku bodového ohodnocení zkoušky musí být obsaženo jak nenulové
hodnocení výpočtové zkouškové písemky (min. 5 bodů) 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
Other requirements
No other activities are defined.
Prerequisities
Subject has no prerequisities.
Co-requisities
Subject has no co-requisities.
Subject syllabus:
1. Introduction. Fundamentals of the laws of gases. The chemical thermodynamics – heat capacities, definition, properties and classification.
2. The First law of thermodynamics, definition, signification – the heating and cooling of substances, heat of reaction, laws of thermochemistry, standard enthalpy of formation, standard enthalpy of combustion, theoretical calculation of reaction heat. Kirchhoff’s law - variation of the reaction enthalpy with temperature.
3. The Second law of thermodynamics – definition and signification. Thermodynamic potentials – Helmholtz and Gibbs free energy.
4. Chemical equilibrium, the equilibrium constants for homogeneous and heterogeneous chemical reactions, types of equilibrium constants, calculation of equilibrium composition. The van´t Hoff reaction isotherm, isobar and isochore.
5. The phase equilibrium. Partial molar quantities, chemical potential and its significance for physical equilibrium. The Gibbs phase rule, phase, component, degree of freedom, phase equilibrium of pure substances, Clapeyron equation, Clausius-Clapeyron equation.
6. The chemical kinetics - homogeneous and heterogeneous reactions - basic kinetic terms (rate of chemical reaction, order of reaction, molecularity, rate constant, and reaction mechanism). Kinetic equations with different order, the temperature dependence of the rate of reaction.
7. Diffusion and adsorption in heterogeneous kinetics, application in technological processes.
8. The thermal dissociation of compounds, oxide reduction, thermodynamics and kinetics. The metal oxidation kinetics.
9. Solutions and their classification, description, properties, thermodynamic models of solutions.
10. Molten slags, molecular and ionic theory, physicochemical properties.
11. Models of ionic melts, metal melts, oxide melts, physicochemical properties.
12. Reactions between slag and metal – distribution of oxygen and sulphur, desulphurisation, dephosphorization, deoxidation.
13. Inclusions in liquid metals – formation, growth and separation of inclusions. Physical and metallurgical aspects of gases in molten metal, the Sievert's law.
14. Surface reactions, theory and application.
Conditions for subject completion
Occurrence in study plans
Occurrence in special blocks
Assessment of instruction