Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Chemia fizyczna
Koordynator przedmiotu:
Prof. dr hab. inż./Barbara Pacewska/profesor nadzwyczajny
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Technologia Chemiczna
Grupa przedmiotów:
Wspólne dla kierunku
Kod przedmiotu:
CS1A_10_01
Semestr nominalny:
3 / rok ak. 2012/2013
Liczba punktów ECTS:
5
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Wykłady: liczba godzin według planu studiów - 30, przygotowanie do zajęć - 15, przygotowanie do egzaminu - 30, razem - 75; Ćwiczenia: liczba godzin według planu studiów - 15,przygotowanie do zajęć-15, przygotowanie do kolokwium - 20, razem -50; Razem - 125
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Wykłady - 30h, Ćwiczenia - 15 h; Razem - 45 h = 1,8 ECTS
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
0
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia15h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Matematyka, fizyka, chemia ogólna
Limit liczby studentów:
Wykład: min. 15; Ćwiczenia: 20 - 30
Cel przedmiotu:
Celem przedmiotu jest uzyskanie przez studenta wiedzy w zakresie termodynamiki, termochemii, elektrochemii, statyki i kinetyki reakcji chemicznych. Student nabywa umiejętności w zakresie obliczania właściwości fizykochemicznych substancji czystych, obliczania funkcji termodynamicznych reakcji, obliczania składu mieszaniny reakcyjnej w stanie równowagi, wyznaczania prostych równań kinetycznych, interpretacji diagramów fazowych substancji czystych i dwuskładnikowych, posługiwania się tablicami fizykochemicznymi.
Treści kształcenia:
Wykłady: Równanie stanu gazu doskonałego. Gazy rzeczywiste (wirialne równanie stanu, równanie van der Waalsa), współczynnik ściśliwości (kompresji), zasada stanów odpowiadających sobie. Termodynamika: funkcje termodynamiczne i wiążące je zależności. Pojemność cieplna. Zasady termodynamiki. Termochemia. Standardowe funkcje termodynamiczne reakcji, tworzenia. Prawo Kirchoffa, Hessa. Potencjał chemiczny. Równowagi fazowe w układach jednoskładnikowych. Równanie Clapeyrona. Diagramy fazowe, interpretacja. Równowaga ciecz-para w układach dwuskładnikowych, diagramy fazowe, interpretacja. Układy idealne i rzeczywiste. Prawo Raoulta, Henry'ego. Równowaga ciecz-ciecz w układach dwu- i trójskładnikowych. Typy diagramów, interpretacja. Równowaga ciecz-ciało stałe w układach dwuskładnikowych. Diagramy fazowe, interpretacja, krzywe chłodzenia. Termodynamiczne funkcje mieszania roztworów idealnych i rzeczywistych. Statyka reakcji chemicznych. Współrzędna reakcji. Entalpia swobodna reakcji w funkcji współrzędnej reakcji. Iloraz reakcji. Termodynamiczna stała równowagi reakcji. Wpływ warunków na położenie stanu równowagi. Kinetyka reakcji chemicznych. Równania kinetyczne, postać całkowa. Reakcje następcze, równoległe, odwracalne. Wpływ temperatury na szybkość reakcji. Teoria kompleksu aktywnego. Kataliza, autokataliza. Metody wyznaczania rzędu i stałej szybkości i reakcji. Elektrochemia. Termodynamiczny opis roztworów elektrolitów mocnych i słabych. Ćwiczenia: Obliczanie zmian funkcji termodynamicznych, pracy i efektu cieplnego przemian gazów doskonałych i rzeczywistych. Obliczanie efektów cieplnych przemian czystych substancji (skondensowanych i gazowych). Obliczanie standardowych funkcji termodynamicznych reakcji chemicznych w dowolnej temperaturze. Obliczanie temperatury i ciśnienia przemian fazowych substancji czystych, zależność entalpii parowania od temperatury. Obliczanie składu równowagowego reakcji z udziałem reagentów gazowych oraz faz skondensowanych. Określanie kierunku zachodzenia reakcji. Wyznaczanie rzędu oraz stałej szybkości reakcji.
Metody oceny:
Ocena z ćwiczeń audytoryjnych - średnia z dwóch kolokwiów, obydwa kolokwia muszą być zaliczone. Ocena zintegrowana - średnia ocen z egzaminu pisemnego oraz ćwiczeń audytoryjnych.
Egzamin:
tak
Literatura:
1. Ufnalski W. Wprowadzenie do termodynamiki chemicznej. OP PW, 2004 2. Ufnalski W. Równowagi chemiczne: algorytmy obliczeń, interpretacja i symulacje komputerowe. OW PW, 2010. 3. Ufnalski W. Równowagi i diagramy fazowe: algorytmy obliczeń, interpretacje i symulacje komputerowe, OW PW, 2008 4. Ufnalski W.Równowagi jonowe: algorytmy, obliczenia i symulacje komputerowe. WNT, 2004. 5. Buchowski H., Ufnalski W. Fizykochemia gazów i cieczy. WNT, 1998. 6. Buchowski H., Ufnalski W. Podstawy termodynamiki. WNT, 1998. 7. Ufnalski W. Elementy elektrochemii. OW PW, 1996. 8. Buchowski H., Ufnalski W. Roztwory. WNT, 1995. 9. Buchowski H., Ufnalski W. Gazy, ciecze, płyny. WNT, 1994. 10. Atkins P.W., Chemia fizyczna, PWN, 2012. 11. Atkins P.W., Podstawy chemii fizycznej, PWN, 2009. 12. Atkins P.W., Chemia fizyczna: zbiór zadań z rozwiązaniami, PWN 2009. 13. Schwetlick K. Kinetyczne metody badania mechanizmów reakcji. PWN, 1975.
Witryna www przedmiotu:
-
Uwagi:
Program studiów opracowany na podstawie programu nauczania zmodyfikowanego w ramach Zadania 38 Programu Rozwojowego Politechniki Warszawskiej

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt W01_04
Ma podstawową wiedzę w zakresie chemii fizycznej. Potrafi używać ze zrozumieniem wzorów w obliczeniach fizykochemicznych a niektóre z nich wyprowadzić. Ma utrwalone umiejętności matematyczne niezbędne w obliczeniach.
Weryfikacja: 2 Kolokwia (C1 - C14) , egzamin pisemny (W1-W14).
Powiązane efekty kierunkowe: C1A_W01_04
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W01
Efekt W03_04
Ma wiedzę ogólną z zakresu termodynamiki do określania możliwości przebiegu reakcji chemicznych na podstawie parametrów termodynamicznych. Ma wiedzę o termodynamicznym opisie przemian fazowych i innych zmian stanu materii zachodzących w procesach technologii chemicznej.
Weryfikacja: 2 Kolokwia (C1 - C14) , egzamin pisemny (W1-W14).
Powiązane efekty kierunkowe: C1A_W03_04
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W03
Efekt W07_01
Zna podstawowe metody obliczeniowe przewidywania efektów cieplnych reakcji chemicznych, przemian fazowych i innych zmian stanu materii. Zna obliczeniowy sposób przewidywania samorzutnego kierunku przemian. Potrafi ze zrozumieniem posługiwać się równaniami kinetyki chemicznej.
Weryfikacja: 2 Kolokwia (C1 - C14) , egzamin pisemny (W1-W14).
Powiązane efekty kierunkowe: C1A_W07_01
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W07

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt U01_01
Potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych oraz innych właściwie dobranych źródeł, także w języku obcym potrzebne do obliczeń fizykochemicznych; potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski.
Weryfikacja: 2 Kolokwia (C1 - C14) , egzamin pisemny (W1-W14).
Powiązane efekty kierunkowe: C1A_U01_01
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U01
Efekt U08_02
Potrafi przedstawiać wyniki w formie liczbowej i graficznej. Potrafi znajdować analityczny opis badanej korelacji.
Weryfikacja: 2 Kolokwia (C1 - C14) , egzamin pisemny (W1-W14).
Powiązane efekty kierunkowe: C1A_U08_02
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U08

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt K03_01
Potrafi współdziałać w duecie opracowując zadanie na ćwiczeniach.
Weryfikacja: 2 kolokwia, Dyskusja.
Powiązane efekty kierunkowe: C1A_K03_01
Powiązane efekty obszarowe: T1A_K03