Detail předmětu
Fyzikální chemie I
FCH-BC_FCH1Ak. rok: 2023/2024
Předmět termodynamiky, základní pojmy. Stavové chování plynů. Vnitřní energie a její smysl. 1. věta termodynamiky. Entalpie, tepelné kapacity. Termochemie. Carnotův cyklus. Entropie. Nevratné děje. 2. věta termodynamiky. Význam a měření entropie. Statistická interpretace entropie. Spojené formulace 1. a 2. věty. Funkční závislosti termodynamických veličin. Gibbsova a Helmholtzova energie. Rovnováha a její kritéria. Chemický potenciál, fugacita. Třetí věta termodynamiky. Fázové rovnováhy, fázové diagramy, kritérium fázové rovnováhy. Termodynamika roztoků, aktivita, standardní stavy. Chemické rovnováhy, rozsah reakce, reakční Gibbsova energie, reakční izoterma, rovnovážná konstanta. Roztoky elektrolytů. Vodivost roztoků, rychlost a pohyblivost iontů. Základy teorie meziiontového působení. Elektrolýza, Faradayovy zákony. Elektrolytické a galvanické články, elektrody a jejich potenciály, elektromotorické napětí. Nernstova rovnice. Druhy elektrod a článků. Elektrochemie v praxi.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Podmínkou udělení zápočtu je absolvování všech průběžných písemných testů. Zápočet je udělen v případě dosažení průměru alespoň 50 bodů ze všech průběžných písemných testů (každý test je hodnocen 0-100 body). Při průměru menším než 50 bodů je podmínkou zápočtu absolvování souhrnného testu a získání alespoň 50 bodů z tohoto testu (ze 100 možných bodů).
Výsledná známka je dána váženým průměrem dvou hodnot: 1. průměru bodového hodnocení průběžných písemných testů ze cvičení (váha 30%) a 2. bodového hodnocení zkoušky (váha 70%). Je-li však zkouška hodnocena stupněm F, je výslednou známkou rovněž stupeň F. Je-li průměr bodového hodnocení průběžných písemných testů ze cvičení menší než 50 a souhrnný test je úspěšně absolvován, bere se do výsledného hodnocení předmětu hodnota 50 bodů (bez ohledu na výsledek souhrnného testu). Zkouška má povinnou písemnou část, k ústní části lze přistoupit pouze po získání alespoň 50 bodů z písemné části – není-li tomu tak, je zkouška hodnocena stupněm F. Písemná část sestává z deseti otázek, hodnocených 0-10 body. Při neúspěšné ústní části je možno opakovat pouze tuto část.
Učební cíle
Popis a vysvětlení chování chemicky reagujících i nereagujících (vícefázových) soustav veličinami, principy a rovnicemi termodynamiky; vysvětlení chování a vlastnosti vodných roztoků elektrolytů a způsobů využití jejich schopnosti vést elektrický proud. Podrobněji jsou výsledky učení uvedeny v e-learningu (pro jednotlivé body osnovy předmětu).
Základní literatura
eLearning
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program BPCP_AAEFCH bakalářský, 2. ročník, zimní semestr, povinný
- Program BKCP_AAEFCH bakalářský, 2. ročník, zimní semestr, povinný
- Program BPCP_CHTN bakalářský, 2. ročník, zimní semestr, povinný
- Program BPCP_CHCHTE bakalářský, 2. ročník, zimní semestr, povinný
- Program BKCP_CHCHTE bakalářský, 2. ročník, zimní semestr, povinný
- Program BPCP_CHTM bakalářský, 2. ročník, zimní semestr, povinný
- Program BKCP_CHTM bakalářský, 2. ročník, zimní semestr, povinný
- Program BPCP_CHTMS bakalářský
specializace --- , 2. ročník, zimní semestr, povinný
specializace --- , 2. ročník, zimní semestr, povinný - Program BKCP_CHTOZP bakalářský, 2. ročník, zimní semestr, povinný
- Program BPCP_CHTOZP bakalářský, 2. ročník, zimní semestr, povinný
- Program BPCP_CHTPO bakalářský
specializace BT , 2. ročník, zimní semestr, povinný
- Program BKCP_CHTPO bakalářský
specializace BT , 2. ročník, zimní semestr, povinný
specializace CHPL , 2. ročník, zimní semestr, povinný - Program BPCP_CHTPO bakalářský
specializace CHPL , 2. ročník, zimní semestr, povinný
specializace PCH , 2. ročník, zimní semestr, povinný - Program BKCP_CHTPO bakalářský
specializace PCH , 2. ročník, zimní semestr, povinný
- Program BPCP_CHMA bakalářský, 2. ročník, zimní semestr, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Úvod, obsah fyzikální chemie. Základní pojmy: teplota, teplo.
2. Základní pojmy: energie, práce. Kinetická teorie ideálního plynu.
3. První věta – úvod a motivace, vnitřní energie, objemová práce.
4. Entalpie, tepelná kapacita, termochemie. První věta – aplikace (ideální plyn).
5. Druhá věta – úvod do problematiky, spojený přenos energie teplem a prací. Druhá věta – entropie, kritérium směru a rovnováhy.
6. Spojená první a druhá věta – úvod, funkční vztahy. Základy popisu směsí, parciální molární veličiny, chemický potenciál.
7. Fázové chování – obecné základy, obecné rysy fázových diagramů. Reálné plyny a jejich zkapalnění.
8. Jednosložkové systémy – fázové chování.
9. Raoultův a Henryho zákon. Termodynamika roztoků, aktivita. Fázové chování dvousložkových systémů kapalina-pára. Fázové chování omezeně mísitelných systémů.
10. Fázové chování kapalina-tuhá látka. Třísložkové systémy. Chemické rovnováhy, rovnovážná konstanta.
11. Elektrolyty, vodivost, vedení proudu roztoky.
12. Rovnováhy v roztocích elektrolytů, meziiontové působení. Elektrochemické články.
13. Příklady článků a elektrod, elektrolýza, praktická elektrochemie.
Cvičení
Vyučující / Lektor
doc. Ing. Petr Dzik, Ph.D.
Ing. Michaela Fanglová
Ing. Denisa Filipi
Ing. Michal Kalina, Ph.D.
doc. Ing. Zdenka Kozáková, Ph.D.
Ing. Jitka Krouská, Ph.D.
Ing. Ivana Málková
Ing. Marek Moravčík
Ing. Sylvia Patakyová
Ing. Veronika Petrová
doc. Ing. Petr Sedláček, Ph.D.
Ing. Jiří Smilek, Ph.D.
Ing. Jan Zahrádka
prof. Ing. Miloslav Pekař, CSc.
Osnova
eLearning