Students will be able to

• understand theoretical foundations of physical chemistry, in the first part of the course namely the thermodynamics and statistical mechanics

• apply the methods of physical chemistry in various fields of chemistry

• formulate a problem, to search necessary data in the literature and to solve it using a mathematical SW

Student bude umět:

Teoretické základy fyzikální chemie, v první čaásti kurzu zejména fenomenologické i statistické termodynamiky

Použít metody fyzikální chemie pro aplikace v nejrůznějších oblastí chemie

Zformulovat problém, vyhledat v literatuře potřebné údaje a vyřešit jej s použitím matematického software

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

Z: Novák J. a kol., Fyzikální chemie I - bakalářský kurz, VŠCHT Praha, 2005, 8070805595

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

Z: Malijevský a kol., Breviář z fyzikální chemie, VŠCHT Praha, 2000, 8070804033

Z: Novák J. a kol., Příklady a úlohy z fyzikální chemie, VŠCHT Praha, 2000, 8070803940

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

https://ufch.vscht.cz/studium/bc

https://ufch.vscht.cz/studium/bc

1. Basic terminology, states of matter, mathematical foundations.

2. Kinetic theory of gases.

3. Intermolecular forces, gases, and liquids.

4. First law of thermodynamics.

5. Thermochemistry.

6. Second and Third law of thermodynamics.

7. Irreversible processes and free energy.

8. Machinery of the second law.

9. Thermodynamics of mixtures.

10. Chemical potential.

11. Chemical equilibrium.

12. Equilibrium in gaseous systems.

13. Electrolytes. Acid-base equilibrium.

14. Solubility equilibrium.

1. Základní pojmy, termodynamický systém, termodynamický děj, stavové a jiné veličiny, jednotky. Matematické osvěžení: funkce více proměnných. Stavové chování plynů, ideální plyn. Směs ideálních plynů, parciální tlak. Koeficienty stlačitelnosti, rozpínavosti a stavové chování kapalin.

2. Tlak plynu z kinetické teorie, interpretace teploty, ekvipartiční princip, nultá věta termodynamická. Barometrická rovnice. Reálný plyn, kondenzace, kritický bod, teorém korespondujících stavů, kritický exponent.

3. Mezimolekulární síly, navození van der Waalsovy rovnice, kubické rovnice. Kompresibilitní faktor, viriálový rozvoj. Stavové rovnice pro směsi reálných plynů.

4. I. věta termodynamická, vnitřní energie, teplo, práce a jejich výpočet, tepelné kapacity, vratný a nevratný adiabatický děj.

5. Entalpie, reakční teplo, standardní reakční, slučovací a spalné entalpie. Reakce za konstantního objemu a tlaku. Hessův zákon,entalpická bilance, kalorimetrická rovnice, Kirchhoffův zákon.

6. II. věta termodynamická. Od tepelných strojů k entropii. Výpočet entropie při různých dějích. Statistická interpretace entropie. III. věta, absolutní entropie a její význam.

7. Termodynamika nevratných dějů. Helmholtzova a Gibbsova energie, jejich význam, vlastnosti a výpočet. Gibbsovy rovnice, Maxwellovy vztahy. Extenzivní podmínky rovnováhy.

8. Změna stavových funkcí s teplotou, tlakem a objemem pro ideální a reálné systémy. Jouleův-Thompsonův jev, zkapalňování plynů.

9. Termodynamika směsí, parciální molární veličiny, směšovací entropie a další veličiny.

10. Chemický potenciál, aktivita, pojem standardního stavu. Intenzivní podmínky rovnováhy.

11. Chemická rovnováha, minimalizace Gibbsovy energie a reakční Gibbsova energie, směr reakce. Rovnovážná konstanta a různé metody jejího výpočtu, závislost rovnováhy na teplotě a tlaku.

12. Bilance pro jednu i více reakcí. Reakce v plynné fázi i s čistou pevnou či kapalnou složkou, rozkladné reakce. Reakce v pevné fázi.

13. Reakce v roztocích elektrolytů. Silné a slabé elektrolyty, teorie kyselin a zásad, protolytické rovnováhy, hydrolýza solí, pufry, výpočty pH.

14. Rozpustnost solí a její ovlivnění. Neideální chování, použití Debyeova-Hückelova zákona.

Mathematics A, Mathematics B

Matematika A, Matematika B

Acquiring credit (meeting the minimum requirements of the computational part)

Získání zápočtu (splnění minimálních požadavků výpočetní části)