Detail předmětu

Physical Chemistry I

FCH-BAA_FCH1Ak. rok: 2009/2010

Předmět termodynamiky, základní pojmy. Stavové chování plynů. Vnitřní energie a její smysl. 1. věta termodynamiky. Entalpie, tepelné kapacity. Termochemie. Carnotův cyklus. Entropie. Nevratné děje. 2. věta termodynamiky. Význam a měření entropie. Statistická interpretace entropie. Spojené formulace 1. a 2. věty. Funkční závislosti termodynamických veličin. Gibbsova a Helmholtzova energie. Rovnováha a její kritéria. Chemický potenciál, fugacita. Třetí věta termodynamiky. Fázové rovnováhy, fázové diagramy, kritérium fázové stability. Termodynamika roztoků, aktivita, standardní stavy. Chemické rovnováhy, rozsah reakce, reakční Gibbsova energie, reakční izoterma, rovnovážná konstanta. Roztoky elektrolytů. Vodivost roztoků, rychlost a pohyblivost iontů. Základy teorie meziiontového působení. Elektrolýza, Faradayovy zákony. Elektrolytické a galvanické články, elektrody a jejich potenciály, elektromotorické napětí. Nernstova rovnice. Druhy elektrod a článků. Elektrochemie v praxi.

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

6

Garant předmětu

prof. Ing. Miloslav Pekař, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikální a spotřební chemie (ÚFSCH)

Nabízen zahraničním studentům

Všech fakult

Výsledky učení předmětu

Po úspěšném ukončení kurzu se předpokládá, že posluchač se bude orientovat v problematice (chemické) termodynamiky a elektrochemie, jejich praktickém významu a bude schopen používat nabyté vědomosti obecného charakteru jak v dalších specializovaných kurzech, tak i v řešení aplikačních problémů.

Prerekvizity

Základy matematiky (diferenciální a integrální počet) a fyziky (mechanika, elektrostatické pole, elektrický proud).

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Do hodnocení cvičení je zahrnuto ústní vystoupení studenta při prezentacích řešení zadaných příkladů, písemné vypracování řešení zadaných příkladů a výsledky průběžných písemných testů. Ve všech těchto případech se do výsledného hodnocení započítává prostý průměr dílčích hodnocení. Podmínkou pro zápočet je, aby žádné dílčí hodnocení nebylo stupněm F. Získání zápočtu je podmínkou přistoupení ke zkoušce. Zkouška má písemnou a ústní část. Písemná sestává z deseti otázek, hodnocených body, pro úspěšné složení je nutno získat alespoň 50 bodů. Při neúspěšné písemné části se již ústní část nekoná. Při neúspěšné ústní části je možno opakovat pouze tuto část.

Osnovy výuky

1. Úvod, základní pojmy
2. První věta, termochemie, kinetická teorie ideálního plynu
3. Druhá věta, entropie
4. Spojená první a druhá věta, funkční vztahy, třetí věta
5. Základy popisu směsí
6. Fázové chování - obecné základy, jednosložkové systémy
7. Termodynamika roztoků
8. Fázové chování vícesložkových systémů
9. Chemické rovnováhy
10. Elektrolyty, vodivost, vedení proudu roztoky
11. Rovnováhy v roztocích elektrolytů, meziontové působení
12. Elektrochemické články
13. Příklady článků, elektrolýza, praktická elektrochemie

Učební cíle

Cílem předmětu Fyzikální chemie I. je poskytnutí základních vědomostí z chemické termodynamiky a elektrochemie tak, aby je bylo možné využít při řešení problémů v podmínkách laboratorní a průmyslové praxe. Zároveň budou získané znalosti sloužit jako základ pro studium dalších předmětů.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Týká se cvičení:
Vystoupení prezentující řešení zadaných příkladů. Pravidelné písemné testy.

Základní literatura

PEKAŘ, M. Lecture Notes on Thermodynamics and Electrochemistry. Brno: VUTR v Brně, Fakulta chemická, 2008. ISBN: 978-80-214-3628- 2. (EN)

Doporučená literatura

ATKINS, P., DE PAULA, J.: Atkins' Physical Chemistry. Oxford: Oxford University Press, 2002. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPCP_CHCHT bakalářský

    obor BPCO_CHM , 2 ročník, zimní semestr, povinný
    obor BPCO_CHTOZP , 2 ročník, zimní semestr, povinný
    obor BPCO_SCH , 2 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program BPCP_CHTP bakalářský

    obor BPCO_BT , 2 ročník, zimní semestr, povinný
    obor BPCO_CHP , 2 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program BKCP_CHCHT bakalářský

    obor BKCO_CHTOZP , 2 ročník, zimní semestr, povinný
    obor BKCO_CHM , 2 ročník, zimní semestr, povinný
    obor BKCO_SCH , 2 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program BKCP_CHTP bakalářský

    obor BKCO_BT , 2 ročník, zimní semestr, povinný
    obor BKCO_PCH , 2 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program NPCP_CHM_INT magisterský navazující

    obor NPCO_CHM , 1 ročník, zimní semestr, volitelný

  • Program BPCP_CHCHT_INT bakalářský

    obor BPCO_CHTOZP , 1 ročník, zimní semestr, volitelný
    obor BPCO_CHM , 1 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program CKCP_CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor CKCO_CZV , 1 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Seminář

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jiří Kislinger, Ph.D.
doc. Ing. Zdenka Kozáková, Ph.D.

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Miloslav Pekař, CSc.

Konzultace v kombinovaném studiu

65 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Miloslav Pekař, CSc.