PředmětyPředměty(verze: 805)
Předmět, akademický rok 2016/2017
  
Fyzikální chemie mikrosvěta - N403041
Anglický název: Physical chemistry of microworld
Zajišťuje: Ústav fyzikální chemie (403)
Platnost: od 2016
Semestr: zimní
Body: zimní s.:6
E-Kredity: zimní s.:6
Způsob provedení zkoušky: zimní s.:
Rozsah, examinace: zimní s.:3/2 Z+Zk [hodiny/týden]
Počet míst: neomezen / neomezen (neurčen)
Minimální obsazenost: neomezen
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Úroveň:  
Pro druh:  
Další informace: http://old.vscht.cz/fch/cz/pomucky/kolafa/N403041.html
Garant: Kolafa Jiří prof. RNDr. CSc.
Třída: Předměty pro fyzikální chemii
Pro tento předmět jsou dostupné online materiály
Anotace -
Poslední úprava: Kolafa Jiří prof. RNDr. CSc. (05.05.2010)

Zatímco Fyzikální chemie I vysvětluje děje pomocí postulátů klasické termodynamiky a představy hmoty jako kontinua, v předmětu Fyzikální chemie mikrosvěta je hlavním cílem porozumění dějům na základě atomové teorie reprezentované především statistickou termodynamikou a kinetickou teorií; tento pohled je nepostradatelný pro porozumění nano a mikroobjektům i polymerům. Menší část přednášky je věnována rozšíření znalostí klasické fyzikální chemie (kinetika, rovnováhy).
Výstupy studia předmětu -
Poslední úprava: Kolafa Jiří prof. RNDr. CSc. (14.11.2012)

Studenti budou umět:

Síly mezi molekulami a důsledky pro chování mikro a nanoobjektů

Řešit středně složité úlohy z chemické kinetiky, elektrochemie a rovnováh v iontových roztocích

Základy kinetické teorie plynů

Základy fyzikální chemie povrchů a polymerů

Literatura -
Poslední úprava: Kolafa Jiří prof. RNDr. CSc. (14.11.2012)

Z: Novák J. a kol., Fyzikální chemie - bakalářský a magisterský kurz, VŠCHT, Praha 2008, 9788070806753

D: Atkins P.W., de Paula J., Physical Chemistry, Oxford University Press, 2010, 9780199543373

D: Rubinstein M., Colby R.H., Polymer physics, Oxford University Press, 2010, 978-0-19-852059-7

Studijní opory -
Poslední úprava: Kolafa Jiří prof. RNDr. CSc. (21.09.2016)

http://old.vscht.cz/fch/cz/pomucky/kolafa/N403041.html (přednášky a odkazy tam uvedené)

Metody výuky -
Poslední úprava: Kolafa Jiří prof. RNDr. CSc. (21.09.2016)

Přednášky, domácí úkoly (předpokládá se použití vhodného matematického asistenta), cvičení (volitelně za pomoci matematického asistenta Maple)

Sylabus -
Poslední úprava: Kolafa Jiří prof. RNDr. CSc. (06.10.2010)

1.Síly mezi molekulami. Vazebné a nevazebné interakce. Repulze a disperzní síly. Elektrické síly (ionty, dipolární molekuly, polarizovatelnost).

2.Úvod do statistické termodynamiky. Tlak plynu a teplota. Boltzmannova pravděpo-dobnost, Boltzmannova rovnice pro entropii, statistická suma a Helmholtzova energie.

3.Kinetická teorie plynů I. Maxwelovo-Boltzmannovo rozdělení rychlostí. Střední volná dráha molekul. Frekvence srážek.

4.Kinetická teorie plynů II. Důsledky kinetické teorie plynů: viskozita, difuzivita, tepelná vodivost. Teoretická závislost těchto vlastností na teplotě a tlaku.

5.Brownův pohyb a difuze. Translační a rotační difuze. Fickovy zákony. Langevinova rovnice, Einsteinova-Smoluchowského rovnice.

6.Kinetická teorie plynů III. Knudsenova difuze v úzkém póru. Tepelná vodivost plynu a rozložení teploty v tenké štěrbině.

7.Elektrochemie. Difuze a iontová vodivost v elektrolytech. Molární vodivost. Kohlrauschův zákon, konduktometrie. Galvanické články a Nernstova rovnice.

8.Chemická kinetika. Simultánní reakce. Mechanismy reakcí.

9.Chemické rovnováhy. Simultánní reakce. Směr reakce. Roztoky elektrolytů, pH, pufry, Debyeova-Hückelova teorie. Aminokyseliny jako amfolyty. Disociace polyelektrolytů.

10.Modely polymerů. Mřížkové modely pro kondenzované systémy. Termodynamika systému polymer-rozpouštědlo. Směšovací entalpie a entropie. Flory-Hugginsova rovnice.

11.Fluktuace. Fluktuace rovnovážného stavu. Entropická repulse dvou vrstev polymerů způsobená tepelnými fluktuacemi.

12.Mezifázová energie a povrchové napětí. Kohezní a adhezní energie. Hustota kohezní energie. Praktická teorie mísitelnosti kapalin, Hildebrandův parametr rozpustnosti.

13.Relaxační děje v polymerech. Teorie skelného přechodu. Volný objem a difuze v polymerech. Pomalé relaxace v polymerech – paměťové a visko-elastické efekty. Termodynamika mechanického namáhání materiálů. Souvislost mezi nano-skopickými interakcemi a makroskopicky pozorovanými elastickými moduly.

14.Fázové rovnováhy. Van der Waalsova rovnice, binodála, spinodála. Spinodální dekompozice. Fázové diagramy různých systémů: kovové slitiny, polymery, kapalné krystaly. Závislost bodu tání na velikosti nanočástic.

Studijní prerekvizity -
Poslední úprava: Kolafa Jiří prof. RNDr. CSc. (14.11.2012)

Fyzikální chemie I

Zátěž studenta
Činnost Kredity Hodiny
Obhajoba individuálního projektu 0,5 14
Účast na přednáškách 3 84
Příprava na přednášky, semináře, laboratoře, exkurzi nebo praxi 0,5 14
Účast na seminářích 2 56
6 / 6 168 / 168
Hodnocení studenta
Forma Váha
Protokoly z individuálních projektů 20
Zkouškový test 40
Průběžné a zápočtové testy 40

 
VŠCHT Praha