Φυσικοχημεία 1 (CHEM414)
Αθανάσιος Τσεκούρας
Το πρώτο από σειρά 3 εξαμηνιαίων υποχρεωτικών μαθημάτων Φυσικοχημείας με κύριο αντικείμενο την Θερμοδυναμική με έμφαση στις αρχές της και εφαρμογές σε ισορροπίες φάσεων.
ΛιγότεραΤο πρώτο από σειρά 3 εξαμηνιαίων υποχρεωτικών μαθημάτων Φυσικοχημείας με κύριο αντικείμενο την Θερμοδυναμική με έμφαση στις αρχές της και εφαρμογές σε ισορροπίες φάσεων.
Το πρώτο από σειρά 3 εξαμηνιαίων υποχρεωτικών μαθημάτων Φυσικοχημείας με κύριο αντικείμενο την Θερμοδυναμική με έμφαση στις αρχές της και εφαρμογές σε ισορροπίες φάσεων.
Περίγραμμα
Περιεχόμενο μαθήματος
Η θέση της Φυσικοχημείας και της Θερμοδυναμικής μεταξύ των επιστημών, οι αρχές της Θερμοδυναμικής, τα βασικά μεγέθη, οι σχέσεις μεταξύ τους, εφαρμογές σε απλά και περίπλοκα συστήματα, αριθμητικά παραδείγματα.
Θερμοδυναμικά συστήματα. Εσωτερική ενέργεια. Έργο. Θερμότητα. Νόμοι Θερμοδυναμικής. Συνθήκες ισορροπίας. Μετασχηματισμοί Legendre και νέες θερμοδυναμικές συναρτήσεις. Θεμελιώδεις εξισώσεις. Καταστατικές εξισώσεις. Εξισώσεις Maxwell και εφαρμογές. Εξαγωγή διαφόρων σχέσεων μεταξύ θερμοδυναμικών μεγεθών. Ισορροπία φάσεων. Εξίσωση Clausius-Clapeyron. Εξάρτηση του χημικού δυναμικού από την πίεση και τη θερμοκρασία σε διάφορες φάσεις ενός συστατικού. Ισορροπία φάσεων σε συστήματα πολλών συστατικών. Αθροιστικές ιδιότητες. Χημική ισορροπία.
Μαθησιακοί στόχοι
Η κατανόηση των εννοιών: θερμοκρασία, θερμότητα, εσωτερική ενέργεια, εντροπία, ενθαλπία, ενέργεια Gibbs, χημικό δυναμικό, εντατικές και εκτατικές μεταβλητές, ανεξάρτητες και εξαρτημένες μεταβλητές, κανόνας των φάσεων, θερμοχωρητικότητες, αντιστρεπτές και μη διεργασίες, φάσεις, ισορροπία φάσεων, γραμμομοριακά κλάσματα, διαγράμματα φάσεων. Ο υπολογισμός ποσοτήτων ενέργειας, εντροπίας, θερμοκρασίας, πιέσεως, συστάσεων σε συστήματα και διεργασίες χημικού και καθημερινού ενδιαφέροντος.
Με την ολοκλήρωση του μαθήματος ο εκπαιδευόμενος πρέπει να είναι σε θέση να μπορεί να αναγνωρίσει τις παραπάνω έννοιες και να τις παραστήσει ποιοτικά σε διάγραμμα κατάλληλων συντεταγμένων και να μπορεί να αποσπάσει πληροφορίες από τέτοιο διάγραμμα.
Ομάδα στόχος
Οι φοιτητές του τμήματος Χημείας.
Οι ενδιαφερόμενοι φοιτητές άλλων τμημάτων, π.χ. του τμήματος Φυσικής.
Μέθοδοι διδασκαλίας
Διδασκαλία ζωντανή με εξαγωγή σχέσεων στον πίνακα διατηρώντας διαρκή αλληλεπίδραση με το ακροατήριο, η οποία συνεχίζεται στο διάλειμμα των διαλέξεων και στο γραφείο. Η εξάσκηση των φοιτητών μπορεί να επιτευχθεί με επίλυση πληθώρας ασκήσεων από την ιστοσελίδα του μαθήματος και με την μελέτη των λυμένων παραδειγμάτων, πολλά από τα οποία έχουν αποτελέσει θέματα εξετάσεων.
Προτεινόμενα συγγράμματα
Ν. Κατσάνου Φυσικοχημεία. Βασική θεώρηση, 3η έκδοση συμπληρωμένη, Εκδ. Παπαζήση, Αθήνα, 1999
Ύλη: Κεφάλαια III, IV (παρ. 1-9)
- P. W. Atkins, Φυσικοχημεία, Απόδοση στα Ελληνικά: Σ. Αναστασιάδης, Γ. Ν. Παπαθεοδώρου, Σ. Φαράντος, Γ. Φυτάς, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, Ηράκλειο, 2014
Ύλη: Κεφάλαια 1, 2, 3, 4, 5
Μέθοδοι αξιολόγησης
Η βαθμολόγηση βασίζεται στο γραπτό της τμηματικής εξετάσεως. Σε αυτήν επιβάλλεται η χρήση επιστημονικού υπολογιστού τσέπης. Παλαιότερα θέματα υπάρχουν λυμένα στην ιστοσελίδα του μαθήματος. Η εξέταση καλύπτει όλα τα κεφάλαια της ύλης και βασίζεται σε επίλυση ασκήσεων όπου είναι σημαντική η δικαιολόγηση των βημάτων και η ποιοτική στάθμιση (σχολιασμός) των αποτελεσμάτων.
Προαπαιτούμενα
Βασικές γνώσεις Φυσικής (Μηχανική, αέρια, μονάδες, προθέματα, διαστάσεις).
Στοιχειώδης αριθμητική, λογάριθμοι, παραγωγίσεις, απλά ολοκληρώματα.
Διδάσκοντες
Η θέση της Φυσικοχημείας και της Θερμοδυναμικής μεταξύ των επιστημών, οι αρχές της Θερμοδυναμικής, τα βασικά μεγέθη, οι σχέσεις μεταξύ τους, εφαρμογές σε απλά και περίπλοκα συστήματα, αριθμητικά παραδείγματα.
Θερμοδυναμικά συστήματα. Εσωτερική ενέργεια. Έργο. Θερμότητα. Νόμοι Θερμοδυναμικής. Συνθήκες ισορροπίας. Μετασχηματισμοί Legendre και νέες θερμοδυναμικές συναρτήσεις. Θεμελιώδεις εξισώσεις. Καταστατικές εξισώσεις. Εξισώσεις Maxwell και εφαρμογές. Εξαγωγή διαφόρων σχέσεων μεταξύ θερμοδυναμικών μεγεθών. Ισορροπία φάσεων. Εξίσωση Clausius-Clapeyron. Εξάρτηση του χημικού δυναμικού από την πίεση και τη θερμοκρασία σε διάφορες φάσεις ενός συστατικού. Ισορροπία φάσεων σε συστήματα πολλών συστατικών. Αθροιστικές ιδιότητες. Χημική ισορροπία.
Η κατανόηση των εννοιών: θερμοκρασία, θερμότητα, εσωτερική ενέργεια, εντροπία, ενθαλπία, ενέργεια Gibbs, χημικό δυναμικό, εντατικές και εκτατικές μεταβλητές, ανεξάρτητες και εξαρτημένες μεταβλητές, κανόνας των φάσεων, θερμοχωρητικότητες, αντιστρεπτές και μη διεργασίες, φάσεις, ισορροπία φάσεων, γραμμομοριακά κλάσματα, διαγράμματα φάσεων. Ο υπολογισμός ποσοτήτων ενέργειας, εντροπίας, θερμοκρασίας, πιέσεως, συστάσεων σε συστήματα και διεργασίες χημικού και καθημερινού ενδιαφέροντος.
Με την ολοκλήρωση του μαθήματος ο εκπαιδευόμενος πρέπει να είναι σε θέση να μπορεί να αναγνωρίσει τις παραπάνω έννοιες και να τις παραστήσει ποιοτικά σε διάγραμμα κατάλληλων συντεταγμένων και να μπορεί να αποσπάσει πληροφορίες από τέτοιο διάγραμμα.
Οι φοιτητές του τμήματος Χημείας.
Οι ενδιαφερόμενοι φοιτητές άλλων τμημάτων, π.χ. του τμήματος Φυσικής.
Διδασκαλία ζωντανή με εξαγωγή σχέσεων στον πίνακα διατηρώντας διαρκή αλληλεπίδραση με το ακροατήριο, η οποία συνεχίζεται στο διάλειμμα των διαλέξεων και στο γραφείο. Η εξάσκηση των φοιτητών μπορεί να επιτευχθεί με επίλυση πληθώρας ασκήσεων από την ιστοσελίδα του μαθήματος και με την μελέτη των λυμένων παραδειγμάτων, πολλά από τα οποία έχουν αποτελέσει θέματα εξετάσεων.
- Ν. Κατσάνου Φυσικοχημεία. Βασική θεώρηση, 3η έκδοση συμπληρωμένη, Εκδ. Παπαζήση, Αθήνα, 1999
Ύλη: Κεφάλαια III, IV (παρ. 1-9)
- P. W. Atkins, Φυσικοχημεία, Απόδοση στα Ελληνικά: Σ. Αναστασιάδης, Γ. Ν. Παπαθεοδώρου, Σ. Φαράντος, Γ. Φυτάς, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, Ηράκλειο, 2014
Ύλη: Κεφάλαια 1, 2, 3, 4, 5
Η βαθμολόγηση βασίζεται στο γραπτό της τμηματικής εξετάσεως. Σε αυτήν επιβάλλεται η χρήση επιστημονικού υπολογιστού τσέπης. Παλαιότερα θέματα υπάρχουν λυμένα στην ιστοσελίδα του μαθήματος. Η εξέταση καλύπτει όλα τα κεφάλαια της ύλης και βασίζεται σε επίλυση ασκήσεων όπου είναι σημαντική η δικαιολόγηση των βημάτων και η ποιοτική στάθμιση (σχολιασμός) των αποτελεσμάτων.
Βασικές γνώσεις Φυσικής (Μηχανική, αέρια, μονάδες, προθέματα, διαστάσεις).
Στοιχειώδης αριθμητική, λογάριθμοι, παραγωγίσεις, απλά ολοκληρώματα.
Η θέση και η σημασία της Θερμοδυναμικής. Οι έννοιες των συστημάτων, των μεταβλητών, των νόμων-αρχών, ισοτήτων και ανισοτήτων. Διαφορικές και ολοκληρωμένες σχέσεις, μετασχηματισμοί, υπολογισμοί μεγεθών.
Λέξεις κλειδιά: Θερμοκρασία, θερμότητα, εσωτερική ενέργεια, εντροπία, ενθαλπία, ενέργεια Gibbs, χημικό δυναμικό, εντατικές και εκτατικές μεταβλητές, ανεξάρτητες και εξαρτημένες μεταβλητές, θερμοχωρητικότητες, αντιστρεπτές και μη διεργασίες.
Χημικό δυναμικό ενός συστατικού – διάγραμμα (πολλών) φάσεων. Μίγματα ουσιών. Μερικές γραμμομοριακές ιδιότητες. Ισορροπίες υγρών-αερίων, στερεών-υγρών, υγρών-υγρών, συστημάτων δύο ή περισσότερων συστατικών.
Λέξεις Κλειδιά: Κανόνας των φάσεων, φάσεις, ισορροπία φάσεων, σύσταση φάσεων, γραμμομοριακά κλάσματα, διαγράμματα φάσεων, αναμίξιμα και μη συστατικά.
Ανοικτό Ακαδ. Μάθημα
Αρ. Επισκέψεων : 0
Αρ. Προβολών : 0
Ημερολόγιο
Ανακοινώσεις
- - Δεν υπάρχουν ανακοινώσεις -
