651-3025/01 – Fyzikální chemie a kinetika explozí (FCHaKE)

Garantující katedraKatedra chemie a fyzikálně-chemických procesůKredity4
Garant předmětudoc. Ing. Lenka Řeháčková, Ph.D.Garant verze předmětudoc. Ing. Lenka Řeháčková, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinný
Ročník1Semestrzimní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2022/2023Rok zrušení
Určeno pro fakultyFBIUrčeno pro typy studianavazující magisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
DOB30 prof. Ing. Jana Dobrovská, CSc.
NOV0315 Mgr. Vlastimil Novák, Ph.D.
R1E37 doc. Ing. Lenka Řeháčková, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2

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:

NOVÁK, Josef. Fyzikální chemie: bakalářský a magisterský kurz.Praha: Vydavatelství VŠCHT, 2008. ISBN 978-80-7080-675-3. Dostupné též z: http://www.vscht.cz/fch/cz/pomucky/FCH4Mgr.pdf BARTOVSKÁ, Lidmila a Marie ŠIŠKOVÁ. Fyzikální chemie povrchů a koloidních soustav. Vyd. 6., přeprac. Praha: Vydavatelství VŠCHT, 2010. ISBN 978-80-7080-745-3. Dostupné též z: https://vydavatelstvi.vscht.cz/katalog/publikace?uid=uid_isbn-978-80-7080-745-3 TREINDL, Ľudovít. Chemická kinetika. Bratislava: Slovenské pedagogické nakladateľstvo, 1978. KALOUSEK, Jaroslav. Základy fyzikální chemie hoření, výbuchu a hašení. 2. vyd. V Ostravě: Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství, 1999. SPBI Spektrum. Červená řada, 4. ISBN 80-86111-34-2. 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:

MOORE, Walter J. Fyzikální chemie. 2., nezměn. vyd. Přeložil Čestmír ČERNÝ, přeložil Alexandr SCHÜTZ. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1981. NOVOTNÝ, M. Bezpečnostní inženýrství I. Výbuchy hořlavých plynů a prachů. VŠCHT v Pardubicích, Pardubice 1988. KELLÖ, Vojtech a Alexander TKÁČ. Fyzikálna chémia. 3. upr. vyd. Bratislava: Alfa, 1977. Edícia chemickej literatúry. ATKINS, P. W. The elements of physical chemistry. 2nd ed. Oxford: Oxford University Press, c1996. ISBN 0-19-855953-4.

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

PREZENČNÍ STUDIUM Požadované znalosti budou ověřovány v průběhu semestru formou samostatných semestrálních písemek. Finální ověření studijních výsledků je dáno zhodnocením požadavků v rámci zápočtu a úspěšným vykonáním kombinované zkoušky.

E-learning

Žádné další požadavky nejsou definovány.

Další požadavky na studenta

Žádné další požadavky nejsou definovány.

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

1. Úvod do předmětu. Formulace a rozbor I. věty termodynamické. Entalpie. Reakční tepla a jejich závislost na teplotě. Teoretická reakční teplota. Adiabatická teplota plamene. 2. II. věta termodynamická a její význam pro průběh a rovnováhu termodynamických dějů. Termodynamické potenciály - Gibbsova a Helmholtzova energie. Chemické rovnováhy. 3. Fázové rovnováhy. Vypařování čistých kapalin, rovnice Clausius-Clapeyronova. Roztoky, ideální a reálné. Raoultův zákon, Henryho zákon. Destilace. 4. Terminologie chemické kinetiky. Homogenní reakce - integrované kinetické rovnice – reakce prvního, druhého, třetího a vyšších řádů, poločas reakce, určování řádu reakce. Kinetika simultánních reakcí (zvratné, bočné, následné) – kinetický popis, limitující článek. 5. Závislost reakční rychlosti na teplotě - Arrheniova rovnice, aktivační energie, frekvenční faktor. Princip katalýzy. Závislost reakční rychlosti na tlaku a koncentraci. 6. Teorie reakční rychlosti. Srážková teorie, Boltzmannův faktor, srážkové číslo. Teorie absolutních reakčních rychlostí, aktivovaný komplex, aktivační entropie. 7. Kinetika heterogenních procesů, základní články. Mechanismy a matematický popis difúze – molekulární, konvektivní a turbulentní difúze. Fickovy zákony, difúzní tok. 8. Difúze s následnými a souběžnými články, difúzní a chemický odpor, limitující článek. Difúze následovaná chemickou reakcí, kinetická a difúzní oblast hoření. Vliv různých činitelů na kinetiku difúze. 9. Povrchové jevy. Fyzikální adsorpce a chemisorpce. Povrchové vlastnosti tuhých látek, podstata adsorpčních procesů. Adsorpce z plynné fáze na tuhém fázovém rozhraní. Empirické a teoretické adsorpční izotermy (Freundlichova, Langmuirova, BET). Vliv teploty a tlaku na adsorpčně-desorpční děje. Adsorpce následovaná chemickou reakcí. 10. Mechanismus reakcí hoření. Teorie řetězových reakcí, iniciace, propagace, terminace. Počet aktivních center, řetězový výbuch. 11. Mechanismus výbušných přeměn. Tepelný výbuch (tepelné samovznícení), matematický model tepelného výbuchu. Zápalná (kritická) teplota. 12. Disperzní výbušné systémy, obecná charakteristika a pojmy. Koloidně-disperzní systémy a jejich vlastnosti. Adsorpce z roztoku. Heterogenní koloidní disperze. 13. Teorie hoření disperzních soustav, horká jádra. Mechanismus hoření prachových disperzí, kinetické a difúzní hoření.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2022/2023 zimní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodůMax. počet pokusů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (100) 51
        Zápočet Zápočet 38  12
        Zkouška Zkouška 62  16 3
Rozsah povinné účasti: Min. 80% povinná účast na cvičeních.

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
2023/2024 (N1032A020005) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu DYP P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán
2022/2023 (N1032A020005) Technika požární ochrany a bezpečnosti průmyslu DYP P čeština Ostrava 1 povinný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku

Hodnocení Výuky

Předmět neobsahuje žádné hodnocení.