Στοιχεία Μαθήματος
Θερμοδυναμική ΙΙ
Το μάθημα δεν θα διδαχθεί σε αυτό το εξάμηνο
Λεπτομέρειες Μαθήματος
Με τη μελέτη του μαθήματος αυτού, ο φοιτητής θα μπορεί:
1) να διακρίνει μεταξύ των γραμμομοριακών και μερικών γραμμομοριακών ιδιοτήτων
2) να περιγράφει τις εξισώσεις φορμαλισμού των αερίων μειγμάτων (ιδανικών και πραγματικών)
3) να εξηγει και να περιγράφει τη Θερμοδυναμική Αερίων Αντιδράσεων με έμφαση στη Συνθήκη Ισορροπίας, τη Σταθερά Ισορροπίας, τις Πρότυπες Θερμοδυναμικές Συναρτήσεις της αντίδρασης, τις Πρότυπες Θερμοδυναμικές Συναρτήσεις Σχηματισμού ουσιών και την εξάρτηση της σταθεράς ισορροπίας από τη θερμοκρασία
4) να κατανοεί τη θερμοδυναμική των διαλυμάτων με διάκριση μεταξύ ιδανικών και πραγματικών διαλυμάτων και των σχετικών διαφορών στα αντίστοιχα μοντέλα του χημικού δυναμικού συστατικού διαλύματος
Μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος Θερμοδυναμική IΙ οι φοιτητές πρέπει να έχουν αποκτήσει τις ακόλουθες γενικές ικανότητες:
- Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
- Αυτόνομη εργασία
- Ομαδική εργασία
- Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον
- Παραγωγή νέων ερευνητικών ιδεών
- Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης
Δεν υπάρχουν προαπαιτούμενα μαθήματα. Οι φοιτητές πρέπει να έχουν γνώση διαφορικών εξισώσεων, απλών ολοκληρωμάτων καθώς και βασικές γνώσεις Χημείας
Μερικές γραμμομοριακές ιδιότητες και υπολογισμοί αυτών. Εξισώσεις Gibbs-Duhem. Ιδανικά/πραγματικά αέρια μείγματα. Κανόνας Lewis-Randall.
Χημικές αντιδράσεις αερίων. Στοιχειομετρία. Κατεύθυνση και έκταση αντίδρασης. Γενική Συνθήκη Ισορροπίας. Σταθερά Χημικής Ισορροπίας. Πρότυπη Ελεύθερη Ενέργεια της αντίδρασης. Εξάρτηση της σταθεράς ισορροπίας από τη θερμοκρασία. Σχέση van’t Hoff. Ενθαλπία της αντίδρασης. Γενικές σχέσεις εξάρτησης της Κp και της ΔGT0 από την Τ. Διαγράμματα van’t Hoff. Άλλες μορφές της Σταθεράς Ισορροπίας. Πρότυπες θερμοδυναμικές συναρτήσεις (G, H, S) σχηματισμού χημικών ενώσεων. Νόμος Hess. Ανάλυση χημικής ισορροπίας σε αντιδράσεις αερίων σε ισορροπία με στερεά/υγρά μη αναμίξιμα. Αριθμός ανεξαρτήτων αντιδράσεων. Eπίδραση θερμοκρασίας στην απόδοση αντίδρασης. Αρχή Le Chatelier. Νόμος Φάσεων του Gibbs. Πρόσθετοι περιορισμοί και βαθμοί ελευθερίας.
Επίδραση (δεύτερου) αδρανούς αερίου στην τάση ατμών. Γενικές ιδιότητες διαλυμάτων. Εξίσωση Gibbs-Duhem. Σχέσεις μερικής πίεσης/σύστασης διαλύματος. Νόμοι Raoult και Henry. Aποκλίσεις. Μείγματα υγρών με περιοχές μη αναμιξιμότητας. Εξίσωση Duhem-Margules. Η εξίσωση Gibbs-Duhem και καμπύλες ολικής πίεσης. Διαλυτότητα, μοριακή θεώρηση. Ιδανικά διαλύματα. Το μοντέλο χημικού δυναμικού. Θερμοδυναμικές ιδιότητες ανάμιξης σε ιδανικά διαλύματα. Εξάρτηση της σταθεράς του Henry από τις Τ,Ρ. Iσορροπία Ιδανικού Διαλύματος με καθαρή κρυσταλλική ουσία. Ταπείνωση σημείου πήξης. Ανύψωση σημείου ζέσεως. Ωσμωτική πίεση διαλύματος. Ιδανική διαλυτότητα στερεών σε υγρά. Μέθοδοι προσδιορισμού συντελεστών ενεργότητας. Η εξίσωση Gibbs-Duhem εφαρμοσμένη για συντελεστές ενεργότητας. Ενεργότητα. Ιδιότητες περίσσειας. Μείγματα πτητικών υγρών.
Ο χαρακτήρας του μαθήματος συνάδει με από πίνακος διδασκαλία αποκλειστικά
Οργάνωση Διδασκαλίας
|
Δραστηριότητα |
Φόρτος Εργασίας Εξαμήνου |
|---|---|
|
Διαλέξεις |
50 |
|
Φροντιστήριο |
15 |
|
Μελέτη & ανάλυση βιβλιογραφίας |
110 |
Συνολικός Φόρτος Εργασίας (ECTS Standards):
Γλώσσα αξιολόγησης είναι η Ελληνική.
Η αξιολόγηση περιλαμβάνει:
(1) Δύο προαιρετικές εξετάσεις προόδου, την 6η και 13η εβδομάδα (ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής, Επίλυση Προβλημάτων)
(2) Προσφέρονται θέματα για προαιρετική εκπόνηση μελετών περίπτωσης κατά ομάδες, οι οποίες περιλαμβάνουν και βιβλιογραφική έρευνα (προσφέρουν bonus α έως 0.3 βαθμούς. α =< 0.3)
- Τελική γραπτή εξέταση (Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης, Επίλυση Προβλημάτων), βαθμός: τ.
Ο μ.ο. των εξετάσεων προόδου, π, (εφόσον είναι μεγαλύτερος του 4.9) λαμβάνεται υπόψη μαζί με το (2) για τη βελτίωση της τελικής επίδοσης στο μάθημα: [τελικός βαθμός]: Β = τ + 0.1π + α
Τα κριτήρια αξιολόγησης αναφέρονται ρητά στο eclass του μαθήματος: https://eclass.upatras.gr/courses/CMNG2181/ και στο φύλλο μαθήματος στον Οδηγό Σπουδών.
1) P.Atkins, “ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ, ΤΟΜΟΣ Ι” (Μετάφραση), Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, 2010.
2) Υ.Α. Cengel, M. A. Boles, “Θερμοδυναμική για Μηχανικούς” (Μτφρ.), Εκδόσεις Α. Τζιόλα & Υιοί, 2011
3) P. Atkins, J. de Paula, “ATKINS’ Physical Chemistry”, 8th Edition, Oxford University Press, 2006.
4) K. Denbigh, “The Principles of Chemical Equilibrium”, Cambridge University Press, 1957