SubjectsSubjects(version: 877)
Course, academic year 2020/2021
  
Experiments of Physical Chemistry in Light of Computer Simulations - M403021
Title: Klasické experimenty fyzikální chemie z pohledu počítačových simulací
Guaranteed by: Department of Physical Chemistry (403)
Actual: from 2019
Semester: winter
Points: winter s.:3
E-Credits: winter s.:3
Examination process: winter s.:
Hours per week, examination: winter s.:0/3 MC [hours/week]
Capacity: unknown / unlimited (unknown)
Min. number of students: unlimited
Language: Czech
Teaching methods: full-time
Level:  
For type: Master's (post-Bachelor)
Note: course can be enrolled in outside the study plan
enabled for web enrollment
Guarantor: Heyda Jan RNDr. Mgr. Ph.D.
Interchangeability : N403049
Annotation - Czech
Last update: Heyda Jan RNDr. Mgr. Ph.D. (15.02.2018)
Cílem předmětu je návrh mikroskopických teoretických modelů, které umožňují propojení klasických experimentů a počítačových simulací. Vybraná témata budou ilustrována na současných publikacích ve fyzikálně-chemických impaktovaných časopisech. Aparát statistické termodynamiky a techniky molekulárně dynamických simulací budou využity pro termodynamický popis systémů a jejich dynamiku. Kromě atomárních simulací se budeme věnovat i návrhu zhrubených, coarse-grained (CG) modelů, a provedeme srovnání s klasickými mean-field teoriemi (Flory, Debye-Hückel, Kramersova teorie). Nedílnou součástí předmětu jsou samostatné studentské projekty na zvolené téma, kde budou studenti pracovat s konkrétními teoretickými modely, probíranými v přednáškách.
Aim of the course - Czech
Last update: Heyda Jan RNDr. Mgr. Ph.D. (15.02.2018)

Studenti se naučí navrhnout teoretické modely a vhodné počítačové simulace popisující klasické termodynamické a spektroskopické experimenty. Díky aktivní práci se současnou literaturou získají studenti přehled o aktuálních výzvách v oblasti teoretické fyzikální chemie. Předmět je zakončen prezentacemi samostatných studentských projektů, jejichž součástí bude návrh modelu, popis použitého teoretického aparátu a navržení postupu a případná realizace řešení.

Literature - Czech
Last update: Heyda Jan RNDr. Mgr. Ph.D. (15.02.2018)

[1] D. Frenkel, B. Smit, Understanding Molecular Simulation, From Algorithms to Applications, Academic Press, 2nd Edition (2001)

[2] J.-P. Hansen, I.R. McDonald, Theory of Simple Liquids, Academic Press, 4th Edition (2013)

[3] P. E. Smith, E. Matteoni, et al., Fluctuation Theory of Solutions, CRC Press (2013)

[4] P. E. Smith et al., Chemical Potential Derivatives and Preferential Interaction Parameters in Biological Systems from Kirkwood-Buff Theory, Biophysical Journal, (2006), 91, 849-856.

[5] M. Rubinstein,‎ R. H. Colby, Polymer Physics, Oxford University Press, 1st Edition (2003)

[6] Publikace mezinárodních časopisů (výběr dle probíraných témat)

Learning resources - Czech
Last update: Heyda Jan RNDr. Mgr. Ph.D. (02.03.2018)

Vyučující provede výběr publikací z mezinárodních časopisů a monografií na základě probíraných témat.

https://janheyda.wordpress.com/teaching/mdsimexp/

Syllabus - Czech
Last update: Heyda Jan RNDr. Mgr. Ph.D. (15.02.2018)

1) Úvod do počítačových simulací

2) Úvod do statistické termodynamiky a využití v analýze dat z počítačových simulací

3) Termodynamika binárních a ternárních roztoků – určení aktivitních koeficientů, vysolovací konstanty

4) Výpočet Kirkwood-Buffových integrálů z experimentálních dat

5) Metody výpočtu hydratační energie

6) Termodynamika roztoků (kalorimetrie)

7) Výpočet kinetických konstant z molekulárně dynamických simulací a z experimentálních dat

8) Metody určení reakční koordináty

9) Vliv kvality rozpouštědla na vlastnosti polymerů (hydratace, sorpce)

10) Vliv kvality rozpouštědla na vlastnosti gelů (sorpce, botnání)

11) Prezentace studentských projektů

12) Prezentace studentských projektů

13) Prezentace studentských projektů

14) Otevřená diskuze

Course completion requirements - Czech
Last update: Řehák Karel doc. Ing. CSc. (02.03.2018)

Získání zápočtu (splnění výpočetní části)

Vypracování individuálního projektu.

Teaching methods
Activity Credits Hours
Práce na individuálním projektu 1,5 42
Účast na seminářích 1,5 42
3 / 3 84 / 84
 
VŠCHT Praha