Fyzikální limity udržitelné chemie - B444013
Anglický název: Physical Limits of Sustainable Chemistry
Zajišťuje: Ústav fyziky a měřicí techniky (444)
Fakulta: Fakulta chemicko-inženýrská
Platnost: od 2025
Semestr: oba
Body: 4
E-Kredity: 4
Způsob provedení zkoušky:
Rozsah, examinace: 2/1, Z+Zk [HT]
Počet míst: zimní:neurčen / neurčen (neurčen)
letní:neurčen / neurčen (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
Kompetence:  
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Poznámka: předmět je možno zapsat mimo plán
povolen pro zápis po webu
předmět lze zapsat v ZS i LS
Garant: Scholtz Vladimír doc. Ing. Ph.D.
Muchová Eva doc. RNDr. Ph.D.
Termíny zkoušek   Rozvrh   
Anotace -
Úvodní předmět, který podá studentovi pohled na obecné fyzikální, chemické a termodynamické zákony důležité pro porozumění dějům v životním prostředí, kde student získá komplexní vhled a cit. V těchto oblastech bude částečně schopen samostatné argumentace – předpokládájí se jen středoškolské znalosti, další předpoklady budou postulovány (např. termodynamické zákony).
Poslední úprava: Cibulková Jana (09.12.2024)
Podmínky zakončení předmětu (Další požadavky na studenta)

Podmínkou získání zápočtu je absolvování seminářů, laboratorních cvičení a závěrečný test. Zkouška je písemnou i ústní formou.

Poslední úprava: Scholtz Vladimír (11.03.2025)
Literatura

Povinná:

  • James E. Girard. Principles of Environmental Chemistry. USA: Jones & Bartlett Publishers, 2013, 712 s. ISBN 978-1449693527.

Doporučená:

  • Peter Markoš, Anton Markoš . Zahalená planéta: Vlastiveda pozemšťana. Praha: Pavel Mervart, 2020, 302 s. ISBN 978-80-7465-442-.
  • László Hajnal, Anton Markoš. Staré pověsti (po)zemské aneb Malá historie planety a života. Praha: Pavel Mervart, 2007, 304 s. ISBN 978-80-86818-375.

Volitelná:

  • Svoboda, Emanuel. Přehled středoškolské fyziky. : Prometheus, 2024, 559 stran, 8 nečíslovaných stran obrazových příloh s. ISBN 978-80-7196-572-5.
  • Jiří Vacík. Přehled středoškolské chemie. : SPN, 2010, 368 s. ISBN 978-80-7235-108-4 .

Poslední úprava: Scholtz Vladimír (03.06.2025)
Metody výuky

Přednášky, cvičení, laboratoře.

Poslední úprava: Scholtz Vladimír (11.03.2025)
Požadavky ke zkoušce (Forma způsobu ověření studijních výsledků)

Podmínkou zkoušky je získání zápočtu. Zkouška probíhá písemnou formou následovanou ústní částí zkoušky.

Poslední úprava: Scholtz Vladimír (11.03.2025)
Sylabus -

1. Postulování výchozích podmínek v ochraně životního prostředí (role životního prostředí, proč chránit přírodu, ekologie, biodiverzita), přenos laboratorních technologií do průmyslu a jeho limity (např. poměr plocha-objem). Role času v transferu technologií (čas na výzkum a aplikaci, životnost zařízení).

2. Fyzikální zákony (zejména zákony zachování) nutné pro porozumění dějů v životním prostředí a definice důležitých veličin a vztahů mezi nimi (síla, práce, výkon, intenzita, kinetická a potenciální energie, teplo, chemické vazby a vazebná energie, hybnost)

3. Fyzikální děje ve Sluneční soustavě a na Zemi (Newtonův gravitační zákon, potenciál a energie v gravitačním poli, záření černého tělesa, přenos energie zářením). Zjednodušený pohled na Zemi jako na homogenní kouli, skleníkový efekt.

4. Fyzikální chemické děje v atmosféře (absorpce záření atmosférou, ozonová vrstva), dynamika atmosféry (koloběh vzduchu, vody a jiných látek), vybrané problémy životního prostředí (kyselé deště, ozonová díra a jiné) a jejich řešení.

5. Termodynamika (zákony zachování, věty termodynamické) a její aplikace na děje Zemi, koloběh, přeměny a formy energie na Zemi.

6. Energetické zdroje na Zemi (fosilní paliva, jaderné palivo, pohyb vody a vzduchu, sluneční záření).

7. Vybrané metody získávání a přeměny energie a jejich limity (spalování fosilních paliv, dobývání, provoz, likvidace a rizika jaderných zdrojů, využití pohybu vody a vzduchu, solární zdroje, další).

8. Různé formy potenciální energie pro ukládání energie a jejich limity (elektro-chemické baterie, ukládání do energetických vazeb s a bez možnosti převodu na elektřinu, ukládání energie v biosystémech, další).

9. Transport energie (přenos elektrické energie; ropovody, plynovody, cisterny) a jejich limity.

10. Zemědělství z pohledu koloběhu energie (energetický koloběh, sluneční záření, organické a anorganické látky, umělá hnojiva), jeho limity a udržitelnost.

11. Doprava z pohledu koloběhu energie (požadavky na zdroje energetické i jiné; principy fungování dopravy) a jejich limity; znečištění způsobené dopravou.

12. Možnosti dopravy pro budoucnost s ohledem na snižování environmentální zátěže a jejich limity (elektromobilita, kolejová a potrubní doprava).

13. Vodní hospodářství z pohledu koloběhu energie (sladká a slaná voda, odpadní voda a jejich převod), potřebné energetické zdroje a jejich limity.

14. Fyzika a fyzikální chemie moderních materiálů (principy materiálů založené na biotechnologiích, ekologická katalýza, prasinosolventy, recyklace odpadů a jiné) a jejich perspektivy.

Poslední úprava: Cibulková Jana (09.12.2024)
Výsledky učení

Studenti budou umět aplikovat základní fyzikální principy a zákonitosti na objekty a procesy význané v udržitelné chemii a ochraně životního prostředí a posoudit jejich fyzikální limity.

Poslední úprava: Scholtz Vladimír (11.03.2025)
Studijní prerekvizity

Žádné

Poslední úprava: Scholtz Vladimír (11.03.2025)
Zátěž studenta
Činnost Kredity Hodiny
Konzultace s vyučujícími 0.2 5
Účast na přednáškách 1 28
Příprava na přednášky, semináře, laboratoře, exkurzi nebo praxi 1.9 54
Účast na seminářích 0.5 14
Semestrální testy 0.4 11
4 / 4 112 / 112
Hodnocení studenta
Forma Váha
Zkouškový test 40
Průběžné a zápočtové testy 20
Ústní zkouška 40