Detail předmětu

Physical Chemistry I

FCH-BAA_FCH1Ak. rok: 2022/2023

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

Garant předmětu

doc. Ing. Zdenka Kozáková, Ph.D.

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

Výuka předmětu je realizována formou: Přednáška - 1 vyučovací hodiny týdně, Seminář - 2 vyučovací hodiny týdně. Vyučujícím a studentům je k dispozici e-learningový systém LMS Moodle.

Způsob a kritéria hodnocení

Seminář:
Za úspěšné splnění všech pravidelně psaných testů se považuje dosažení 50% jejich bodového hodnocení. Tímto získá student zápočet. Získání zápočtu je podmínkou přistoupení ke zkoušce.
Zkouška:
Zkouška má písemnou a ústní část. Písemná část sestává z deseti otázek hodnocených body (max. 100 bodů). 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, kinetická teorie ideálního plynu, realné plyny
2. První věta termodynamická
3. Termochemie
4. Druhá věta termodynamická, entropie, spojená první a druhá věta termodynamická, třetí věta termodynamická
5. Termodynamika směsí
6. Fázové rovnováhy - obecné základy, jednosložkové systémy, roztoky
7. Fázové chování vícesložkových systémů
8. Chemické rovnováhy - rovnovážná konstanta
9. Chemické rovnováhy - reakční a standardní termochemické veličiny
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:
Pravidelné písemné testy v semináři.

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)

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech