PřF:C6730 Termodynamika fáz. rovnováh - Informace o předmětu

C6730 Termodynamika fázových rovnováh

Rozsah

2/0/0. 3 kr. Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.

Vyučující

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc. (přednášející)

Garance

prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Předpoklady

Absolvování předmětu: C3140 nebo C3401 (Fyzikální chemie I)

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

• Analytická chemie (program PřF, D-CH) (2)
• Analytická chemie (program PřF, M-CH)
• Anorganická chemie (program PřF, D-CH) (2)
• Anorganická chemie (program PřF, M-CH)
• Biochemie (program PřF, D-CH) (2)
• Biochemie (program PřF, M-CH)
• Fyzikální chemie (program PřF, D-CH) (2)
• Fyzikální chemie (program PřF, M-CH)
• Fyzikální chemie (program PřF, N-CH)
• Chemie makromolekulárních látek (program PřF, D-CH) (2)
• Chemie odborná (program PřF, M-CH)
• Chemie životního prostředí (program PřF, D-CH) (2)
• Chemie životního prostředí (program PřF, M-CH)
• Makromolekulární chemie (program PřF, M-CH)
• Organická chemie (program PřF, D-CH) (2)
• Organická chemie (program PřF, M-CH)
• Učitelství chemie pro střední školy (program PřF, M-CH)
• Učitelství chemie pro střední školy (program PřF, M-SS)

Cíle předmětu

Termodynamické podmínky fázové rovnováhy. Fázové diagramy. Výpočty a předpovědi fázových diagramů. Kinetika dosažení rovnovážného stavu. Stabilní a metastabilní rovnováhy. Vliv difúze a nukleace na dosažení rovnovážného stavu. Teorie fázových rovnováh v reálných soustavách. Příklady výpočtů fázových rovnováh v realných soustavách. Experimentální metody studia fázových rovnováh. Výpočty chemických rovnováh.

Osnova

• Termodynamické základy teorie fázových rovnováh: Termodynamické stavové funkce soustavy, Gibbsova energie soustavy a její vlastnosti, molární a parciální molární veličiny, závislost Gibbsovy energie čistých složek na teplotě a tlaku. Termodynamika mísení, stavové chování směsi: vyjádření složení směsi, Gibbsova-Duhemova rovnice, závislost Gibbsovy energie reálné soustavy na teplotě, tlaku a složení soustavy, aktivitní koeficienty, dodatkové funkce, mg. příspěvek, fázové pravidlo a stabilita fází. Zákony zachování hmoty, náboje a stechiometrie v termodynamických soustavách. Termodynamická podmínka stability fázové rovnováhy: Kritéria rovnováhy: diferenciální podmínka fázové rovnováhy, integrální podmínka fázové rovnováhy. Matematické řešení problému fázové rovnováhy. Fázové diagramy heterogenních soustav, základní typy fázových, diagramů, geometrická termodynamika, znázornění fázových diagramů, možné průběhy fázových hranic.Výpočty a predikce fázových diagramů. Kinetika dosažení rovnovážného stavu: Stabilní a metastabilní fázové rovnováhy, bezdifúzní fázové přeměny, role difúze a nukleace při ustavování rovnovážných stavů. Nukleace fází. Simulace difůzních procesů v heterogenních soustavách. Metody experimentálního studia fázových rovnováh: Získávání fázových dat, získávání termodynamických dat, měřitelné termodynamické veličiny. Zdroje dat a jejich přesnost. Reálné fázové rovnováhy: Hranice fázových oblastí jednosložkových soustav: stavové chování čisté látky, standardní stavy. Fázové rovnováhy v binárních soustavách: rovnováha kapalina-pára, kapalina-kapalina, směsi těkavých kapalin, destilace, pásmové čistění, roztoky netěkavých látek, koligativní vlastnosti, rovnováha kapalina-pevná látka a pevná látka-pevná látka. Fázové diagramy s neomezenou rozpustností v tuhé fázi, s částečnou a úplnou nerozpustností v tuhé fázi a s intermetalickými sloučeninami. Fázové rovnováhy ve vícesložkových soustavách, řezy fázovými diagramy. Příklady výpočtů fázových rovnováh a fázových diagramů v reálných systémech. Výpočty chemických rovnováh: Rovnovážná konstanta, homogenní systém, reakční koordináta, reakce v plynné fázi a v heterogenní soustavě. Algoritmy výpočtu chemických rovnováh.. Příklady výpočtů chemických rovnováh.

Literatura

• Physical chemistry (Orig.) : Fizičeskaja chimija : Fyzikální chemie [Moore, 1979] : Fyzikální chemie [Moore, 1981]. info

Informace učitele

Doporučená literatura: o N. Saunders, A. P. Miodovnik: CALPHAD (calculation of phase diagram) - A Comprehensive Guide, Elsevier Science, Amsterdam (1998). o Porter D. A., Easterling K. E. : Phase transformations in Metals and Alloys, The Thetford Press Ltd. (1986), Englang o Kirkaldy, J. S.; Young, D. J. : Diffusion in the Condensed State, The Institute of Metals, London (1985). o Atkins P.W.: Physical Chemistry, Oxford Univ.Press, Oxford 1990 o Leitner a kol.: Fázové rovnováhy, scripta VŠChT Praha o Holub R., Voňka P.: Chemická rovnováha heterogenních a kondenzovaných soustav, Academia Praha 1985 o Vřešťál J., Kuchař L.: Hutnické Listy, vol 45, yr 1990, 286 o Dinsdale A.T.: Calphad, vol 15,yr 1991, 317

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

• Statistika zápisu (jaro 2002, nejnovější)
  
• Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/jaro2002/C6730