PředmětyPředměty(verze: 945)
Předmět, akademický rok 2023/2024
   Přihlásit přes CAS
Fyzikální chemie I (a) - MC260P112
Anglický název: Physical Chemistry I (a)
Český název: Fyzikální chemie I (a)
Zajišťuje: Katedra fyzikální a makromol. chemie (31-260)
Fakulta: Přírodovědecká fakulta
Platnost: od 2022
Semestr: zimní
E-Kredity: 5
Způsob provedení zkoušky: zimní s.:
Rozsah, examinace: zimní s.:2/3, Z+Zk [HT]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
4EU+: ne
Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština
Poznámka: povolen pro zápis po webu
Garant: doc. RNDr. Peter Košovan, Ph.D.
Vyučující: doc. RNDr. Peter Košovan, Ph.D.
Korekvizity : {Matematika (alespoň jeden z MS710P56, MS710P52, MS710P55, NMAF071, NMAF072, NMUM101, NMUM103, NCHF071,NCHF072, NMTM101, NMTM103, NMAI054).}
Prerekvizity : {Alespoň jeden z MC260P54, MC280P58, MC260P119, MC280P82, MC260P33, MC260P139}
Je korekvizitou pro: MC260P113
Je neslučitelnost pro: MC260P01N
Je záměnnost pro: MC260P01N
Ve slož. prerekvizitě: MC260C45N, MC260C47
Anotace -
Poslední úprava: doc. RNDr. Peter Košovan, Ph.D. (02.10.2023)

Přednáška je první částí kurzu Fyzikální chemie, který je určen především pro studenty chemických oborů. Podává základy termodynamiky a příklady jejich využití pro studium systémů v rovnováze.
Souběžně s přednáškou probíhají cvičení, kde se prohlubuje pochopení přednášené látky a procvičují související příklady. Současné absolvování cvičení a udělení zápočtu z něj je podmínkou pro možnost složení zkoušky.

Literatura
Poslední úprava: doc. RNDr. Peter Košovan, Ph.D. (02.10.2023)

P.W. Atkins: Physical Chemistry, Oxford University Press
W.J. Moore: Fyzikální chemie, SNTL, Praha
J. Dvořák, R. Brdička: Základy fysikální chemie, Academia, Praha

Poznámky k přednášce od prof. Gaše (pdf na google classroom)

Požadavky ke zkoušce -
Poslední úprava: doc. RNDr. Peter Košovan, Ph.D. (02.10.2023)

Zápočet:

* 2 písemky, každá na 90 min., za každou lze získat 20 bodů
* další body lze získat za bonusové příklady vyřešené během semestru (nikoli později)
* zápočet dostane ten, kdo získá celkem minimálně 20 bodů
* kdo během semestru získá 40 a více bodů, nemusí psát zkouškovou písemku a jde rovnou na ústní zkoušku
* kdo nezíská zápočet během semestru, má možnost opravné písemky za 40 bodů, ze které musí získat minimálně 20 bodů bez ohledu na body získané během semestru
* kdo nesplní ani opravnou písemku, bude řešen individuálně

Zkouška:

* podmínkou účasti na zkoušce je splnění podmínek zápočtu
* zkoušková písemka (90min.)
* kdo získá alespoň 50% z písemky, jde k ústní zkoušce
* výsledná známka se určí na základě ústní i písemné zkoušky
* tématické okruhy k ústní zkoušce viz sdílený soubor na google classroom
* pokud nejsou vypsané další termíny v SIS, vypíše vyučující na žádost studentů další termíny

Bonusové příklady:

* bodové hodnocení je uvedeno u každého bonusového příkladu
* pokud není uvedeno jinak, příklady ze skript jsou za 1 bod
* vyučující může za neúplné řešení udělit nižší počet bodů, případně vrátit řešení autorovi k doplnění

Za odevzdané řešení bonusového příkladu můžou být udelěné taky záporné body, pokud:
* nerespektuje požadavky uvedené v zadání (např. pokud je úkolem něco odvodit, ale do řešení autor napíše pouze výchozí vztah a výsledek)
* je opsané z internetu či nese jiné znaky plagiátu
* je založeno na zcela mylné úvaze, která poukazuje na neznalost látky, které se týká
* vykazuje jiné znaky poukazující na elementární neznalosti (např. opakované použití nesprávných jednotek, či neuvedení jednotek)

Sylabus -
Poslední úprava: doc. RNDr. Peter Košovan, Ph.D. (02.10.2023)

1. Základní pojmy
Hmota (látka) a záření, množství látky - mol, Avogadrova konstanta, extenzivní a intenzivní veličiny, molární veličiny, jednotky pro koncentraci. Zákon zachování hmoty a energie, jednotky energie, energie pohybu molekul - translace, rotace, vibrace, tepelná energie, ekvipartiční princip klasické fyziky.

2. Vlastnosti plynů
Stav látky, jednotky tlaku a teploty, standardní hodnoty tlaku a teploty, absolutní teplota, teplotní stupnice, stavová rovnice ideálního plynu. Kinetický model ideálního plynu: rozložení rychlosti, střední kvadratická rychlost, střední rychlost, nejpravděpodobnější rychlost, střední energie, mezimolekulové srážky, srážková frekvence, hustota srážek, střední volná dráha, počet nárazů na stěnu.
Reálné plyny: kompresibilitní faktor, viriální rozvoj kompresibilitního faktoru, van der Waalsova rovnice, kritické veličiny plynu.

3. První termodynamická věta
Vnitřní energie, objemová práce, reverzibilní a ireverzibilní děje, stavové funkce,
entalpie, tepelné kapacity při konst. objemu a tlaku, objemová práce při reverzibilním a ireverzibilním ději, izotermická a adiabatická expanze a komprese ideálního plynu.
Termochemie: entalpie (teplo) tání, varu, sublimace, tuhnutí, kondenzace,entalpie (teplo) reakční, slučovací, spalné, závislost reakčního tepla na teplotě, Hessův zákon.

4. Druhá termodynamická věta
Definice entropie systému a okolí, Clausiova nerovnost, výpočet entropie, tepelné stroje, tepelná čerpadla, jejich účinnost, definice Helmholtzovy a Gibbsovy energie, spontánnost a rovnováha dějů, termodynamická stavová rovnice, Maxwellovy rovnice, závislost Gibbsovy energie na teplotě a tlaku.
Definice chemického potenciálu čisté látky, chemický potenciál ideálního plynu, fugacita reálného plynu a její výpočet.

5. Čisté látky
Pevné látky, kapaliny, plyny, fázové změny, Gibbsův zákon fází, rovnováha mezi fázemi, Clapeyronova rovnice, Clausiova-Clapeyronova rovnice, obsah vodní páry ve vzduchu, relativní vlhkost.

6. Směsi
Parciální molární veličiny, parciální molární objem, chemický potenciál složek směsi, Raoultův zákon, Henryho zákon, koligativní vlastnosti roztoků: zvýšení bodu varu, snížení bodu tuhnutí, rozpustnost tuhých látek, osmotický tlak, fyziologické hodnoty osmolarity. Var směsi kapalin: destilace, rektifikace, fázové diagramy p-x, T-x, azeotropické směsi, destilace vodní párou.Definice aktivity, aktivita plynné směsi a roztoku, směšovací Gibbsova funkce.

7. Chemické rovnováhy
Reakční Gibsova energie, standardní reakční Gibbsova energie, rovnovážná konstanta, závislost rovnovážné konstanty na teplotě (van't Hoffova rovnice), závislost rovnovážného složení na tlaku, výpočet rovnovážného složení reakční směsi, homogenní a heterogenní chemické rovnováhy.

 
Univerzita Karlova | Informační systém UK