Předmět: Modelování ve fyzikální chemii

« Zpět
Název předmětu Modelování ve fyzikální chemii
Kód předmětu KCH/MFC
Organizační forma výuky Přednáška + Cvičení
Úroveň předmětu Magisterský
Rok studia nespecifikován
Semestr Letní
Počet ECTS kreditů 5
Vyučovací jazyk Čeština
Statut předmětu Povinně-volitelný
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Dostupnost předmětu Předmět je nabízen přijíždějícím studentům
Vyučující
  • Šedlbauer Josef, prof. Ing. Ph.D.
Obsah předmětu
Obsahem kursu je termodynamické modelování pro inženýrskou praxi: stavové rovnice, modely pro standardní a dodatkový chemický potenciál, termodynamické a transportní vlastnosti disperzních systémů, rovnováha a kinetika dějů v heterogenních soustavách. V průběhu semestru bude zadáno 7-9 aplikačně zaměřených úkolů a projekt. Zkouška proběhne jako debata nad výsledky řešení úkolů a projektu. Stručný obsah přednášek: <ol> <li> <li>Termodynamické funkce, jejich závislost na stavových proměnných, výpočet na základě znalosti stavového chování a termochemických údajů.</li> <li>Stavové chování: P-V diagram, kritické veličiny. Stavové rovnice čistých látek a směsí. Výpočty stavového chování, odhadové metody, zdroje dat. </li> <li>Termochemické vlastnosti: tepelná kapacita, formační veličiny - použití, zdroje dat. Termochemické zákony, entalpické bilance, bilance v reaktorech. </li> <li>Vlastnosti na mezi sytosti: hustota a tepelná kapacita kapalin, tenze par, entalpie fázových přechodů. Korelační rovnice, zdroje dat. </li> <li>Termodynamika roztoků: parciální molární veličiny, symetrický a asymetrický standardní stav. Chemický potenciál, fugacita, aktivita, aktivitní koeficient. </li> <li>Fázové rovnováhy v roztocích: Raoultův zákon, Henryho zákon, rozpustnost tuhých látek. Metody pro odhad aktivitních koeficientů. </li> <li>Chemické rovnováhy v roztocích: reakční izoterma, rovnovážné konstanty, metody založené na minimalizaci Gibbsovy energie. </li> <li>pokračování předchozího tématu</li> <li>Kinetika v heterogenních soustavách: sestavování kinetického modelu, aplikace kinetických principů na heterogenní systémy, enzymová katalýza. Modelování chemických reaktorů. </li> <li>pokračování předchozího tématu</li> <li>Termodynamika roztoků polymerů a systémů s fázovým rozhraním: směšovací veličiny, Floryho-Hugginsova teorie a její aplikace, povrchové napětí, Laplaceova-Youngova rovnice, Kelvinova rovnice.</li> <li> Adsorpce na pevném povrchu a na pohyblivém rozhraní: Gibbsova adsorpční izoterma, empirické adsorpční izotermy. </li> <li>pokračování předchozího tématu</li> <li>Transportní vlastnosti v disperzních systémech: osmotický tlak, van't Hoffova rovnice, osmometrie. Difúzní a frikční koeficient, Fickovy zákony, Einsteinova rovnice. </li> <ol>

Studijní aktivity a metody výuky
Monologický výklad (přednáška, prezentace, vysvětlování)
  • Účast na výuce - 42 hodin za semestr
  • Domácí příprava na výuku - 18 hodin za semestr
  • Příprava na zkoušku - 80 hodin za semestr
Výstupy z učení
Osvojit si: termodynamické modelování pro inženýrskou praxi: stavové rovnice, modely pro standardní a dodatkový chemický potenciál, termodynamické a transportní vlastnosti disperzních systémů, rovnováha a kinetika dějů v heterogenních soustavách.
Vysvětlit a odvodit základní poznatky oboru včetně řešení komplexnějších fyzikálně-chemických problémů.
Předpoklady
znalost středoškolské chemie a matematiky, absolvování fyzikální chemie

Hodnoticí metody a kritéria
Kombinovaná zkouška

Vypracování všech zadaných úkolů a projektu.
Doporučená literatura
  • Dohnal, V., Novák, J., Matouš, J. Chemická termodynamika II - Fázové rovnováhy. VŠCHT Praha, 1997.
  • Malijevský, A. a kol. Breviář z fyzikální chemie. VŠCHT Praha, 2000.
  • Poling, B.E., Prausnitz, J.M., O'Connell, J.P. The Properties of Gases and Liquids. McGraw-Hill, 2001.
  • Pouchlý, J. Fyzikální chemie makromolekulárních a koloidních soustav. VŠCHT, Praha, 2001.
  • Prausnitz, J.M., Lichtenhaler, R.N., Azevedo, E.G. Molecular Thermodynamics of Fluid-Phase Equilibria. Prentice-Hall Inc., 1998.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr