Studenti budou umět:

Aplikovat vhodné termodynamické modely pro popis tavenin a tuhých roztoků.

Posoudit věrohodnost experimentálně získaných, empiricky odhadnutých nebo teoreticky vypočtených termodynamických dat.

Vypočítat rovnovážné složení komplexních heterogenních systémů včetně systémů s významným vlivem povrchů a fázových rozhraní.

Students will be able to:

Apply proper thermodynamic models for various types of melts and solid solutions.

Assess reliability of experimentally determined, empirically estimated and theoretical calculated thermodynamic data.

Calculate of equilibrium composition of complex heterogeneous systems including those with significant influence of surfaces and interfaces.

Z: Leitner J., Voňka P.: Termodynamika materiálů, skripta VŠCHT, Praha 1992. Skripta jsou dostupná na webu: http://www.vscht.cz/ipl/termodyn/termmatskr.htm).

D: Gaskell D.R., Laughlin D.E.: Introduction to Thermodynamics of Materials, 6th edition (694 pp). CRC Press (2017), ISBN-13: 978-1498757003

D: DeHoff R.: Thermodynamics in Materials Science, 2nd edition (624 pp). CRC Press (2016), ISBN-13: 978-0849340659

A: Gaskell D.R., Laughlin D.E.: Introduction to Thermodynamics of Materials, 6th edition (694 pp). CRC Press (2017), ISBN-13: 978-1498757003

A: DeHoff R.: Thermodynamics in Materials Science, 2nd edition (624 pp). CRC Press (2016), ISBN-13: 978-0849340659

Prezentace k jednotlivým přednáškám na https://ipl.vscht.cz/studium/studijni-materialy/chem-faz-rovn

Powerpoint presentations are available at https://ipl.vscht.cz/studium/studijni-materialy/chem-faz-rovn

Přednášky

Lectures

1. Stavové chování a termodynamické funkce pevných látek v oblasti vysokých tlaků, magnetický příspěvek k termodynamickým funkcím, extrapolace Cp mimo oblast stability.

2. Substituční roztoky, směšovací a dodatkové termodynamické funkce, model asociujícího roztoku. Podmřížkový model roztoků (roztoky stechiometrických sloučenin, intersticiální roztoky, iontové taveniny).

3. Experimentální metody získávání termodynamických dat pevných látek. Experimentální metody stanovení fázových rovnovah a konstrukce fázových diagramů.

4. Metody pro odhad termodynamických dat pevných látek. Možnosti ab-initio výpočtů termodynamických dat pevných látek.

5. Termodynamický popis částečně otevřených systémů (nestechiometrické fáze, stálý chemický potenciál). Výpočet fázových rovnovah z termodynamických dat, konstrukce fázových diagramů v částečně otevřených soustavách typu Me-O.

6. Výpočet rovnovážného složení komplexních heterogenních systémů metodou minimalizace celkové Gibbsovy energie systému, rovnováhy v systémech elektricky nabitých částic - vodné roztoky elektrolytů, iontové taveniny.

7. Termodynamika povrchů a fázových rozhraní, (struktura povrchů, povrchová energie, povrchové napětí). Vliv povrchů na fázové a chemické rovnováhy (zvýšení tenze par, snížení teploty tání, termodynamická stabilita polymorfních forem).

8. Počítačový systém FactSage - termodynamická data čistých látek, taveniny a pevné roztoky, termodynamické výpočty, fázové diagramy, chemické rovnováhy.

1. PVT equations of state and thermodynamic properties of solids under high pressures, magnetic contribution to thermodynamic functions, extrapolation of heat capacity of solids and liquids out of range of their stability.

2. Substitutional solutions, mixing and excess properties, model of associate solution. Sublattice model for solid solutions (solutions of stoichiometric compounds, interstitial solutions, ionic melts).

3. Experimental methods for determination of thermodynamic data for solids. Experimental methods for phase equilibria and construction of phase diagram.

4. Methods for estimation of thermodynamic properties of solids. Ab-initio calculations and thermodynamic properties of solids.

5. Thermodynamic description of partially open systems (non-stoichiometrc phases, fixed chemical potential). Calculation of phase equilibria and construction of phase diagram from thermodynamic data in partially open systems Me-O.

6. Calculation of complex equilibria in multicomponent heterogeneous systems by Gibbs energy minimization method, equilibria in ionic systems (aqueous solution of electrolytes, ionic melts).

7. Thermodynamics of surfaces and interfaces (structure of surfaces, surface energy, surface stress). Influence of surfaces and interfaces on phase and chemical equilibria (vapour pressure, melting, solid-state transformation).

8. FactSage software and its application for thermodynamic calculations.

Vyřešení alespoň dvou ze tří příkladů zadaných jako samostanou domácí práci.

Alespoň 50% úspěšnost v písemném zkoušce.

Right solution at least of two from three exercises assigned as individual homework.

At least 50% successfulness at the exam test.