TERMODYNAMIKA

Wariant modułu: Termodynamika

Kierunek: CHEMIA

Specjalność: Chemia Podstawowa

Studia II stopnia, stacjonarne

Moduł: Przedmiotów związanych ze specjalnością

Zajęcia: wykład, laboratorium

Wykład:

1.) Zerowa zasada termodynamiki, równowaga termiczna, procesy adiabatyczne, temperatura empiryczna, gazowa skala temperatury.

2.) Pierwsza zasada termodynamiki, energia wewnętrzna, pojęcia pracy i ciepła w termodynamice. Entalpia. Konsekwencje pierwszej zasady termodynamiki. Zastosowania pierwszej zasady termodynamiki.

3.) Procesy quasi-statyczne i odwracalne. Druga zasada termodynamiki, pojęcie entropii, zmiany entropii w procesach odwracalnych i nieodwracalnych (samorzutnych), zmiany entropii w układach izolowanych.

4.) Trzecia zasada termodynamiki.

5.) Związki między funkcjami termodynamicznymi.

6.) Przemiany adiabatyczne gazu doskonałego. Entalpia i energia wewnętrzna gazu doskonałego. Związek pomiędzy adiabatą a izotermą.

7.) Stany makro układu i prawdopodobieństwo termodynamiczne. Cząsteczkowa funkcja rozdziału. Związek energii wewnętrznej z cząsteczkową funkcją rozdziału

8.) Entropia statystyczna. Kanoniczna funkcja rozdziału i jej związki z funkcjami termodynamicznymi

9.) Zastosowania termodynamiki statystycznej: średnie energie różnych rodzajów ruchu, pojemności cieplne, równania stanu, entropie resztkowe, stałe równowagi

Laboratorium:

Obejmują następujące zagadnienia:

1.) Zmienne i funkcje stanu. Temperatura. Punkty termometryczne. Zerowa zasada termodynamiki.

2.) Równoważność ciepła i pracy. Praca objętościowa i nieobjętościowa. Pierwsza zasada termodynamiki. Przemiany w stałej objętości i pod stałym ciśnieniem. Termochemia.

3.) Przemiany adiabatyczne gazu doskonałego.

4.) Kierunek przemian. Odwracalność. Pojęcie entropii. Druga zasada termodynamiki.

5.) Konsekwencje pierwszej i drugiej zasady termodynamiki. Podstawy teorii maszyn cieplnych.

6.) Potencjały termodynamiczne. Związek pomiędzy Cp i Cv gazu doskonałego.

7.) Trzecia zasada termodynamiki. Nieosiągalność zera bezwzględnego.

8.) Podstawy kombinatoryki, prawdopodobieństwa. Podstawy termodynamiki statystycznej.

1. P. W. Atkins, Chemia fizyczna, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2001.

2. H. Buchowski, W. Ufnalski, Podstawy termodynamiki, WNT, Warszawa 1994.

3. P. W. Atkins, C. A. Trapp, M. P. Cady, C. Giunta, Chemia fizyczna. Zbiór zadań z rozwiązaniami, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2001.

4. K. Gumiński, Termodynamika, PWN Warszawa 1982.

5. A. W. Adamson, Zadania z chemii fizycznej, PWN Warszawa 1978.

6. W. Ufnalski, Wprowadzenie do termodynamiki chemicznej, Oficyna wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2004.

7. A. Fronczak, Zadania i problemy z rozwiązaniami z termodynamiki fizyki statystycznej, Oficyna wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2006.

posiada wiedzę potrzebną do rozwiązywania problemów w zakresie wybranej specjalności

potrafi samodzielnie wyszukiwać informacje w literaturze w celu podnoszenia kompetencji zawodowych i osobistych

posiada umiejętność posługiwania się sprzętem oraz oprogramowaniem niezbędnym do rozwiązywania problemów związanych z daną specjalnością

opracowuje sprawozdania z wykonanych ćwiczeń i dokonuje krytycznej analizy wyników

korzysta z obiektywnych źródeł informacji naukowej

krytycznie podchodzi do informacji rozpowszechnianych w mediach, szczególnie z zakresu nauk ścisłych

średnia ważona z wykładu (40%) i z konwersatorium (60%)

Ocena z wykładu, to ocena z kolokwium pisemnego na zaliczenie

Ocena z konwersatorium, to średnia arytmetyczna z kolokwiów pisemnych

wymagania wstępne: znajomość chemii fizycznej i fizyki na poziomie podstawowym.

Kolokwium pisemne na zaliczenie:

Ocena bardzo dobra - student samodzielnie rozwiązuje zagadnienia problemowe z zakresu chemii fizycznej, wymagające korzystania z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki i matematyki, nie popełnia błędów,

Ocena dobra plus - student samodzielnie rozwiązuje zagadnienia problemowe z zakresu chemii fizycznej, wymagające korzystania z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki i matematyki, popełnia nieliczne błędy niewynikające z braków merytorycznych np. pomyłka w obliczeniach,

Ocena dobra - student wykorzystuje wiedzę do rozwiązywania zagadnień typowych z zakresu chemii fizycznej oraz rozwiązuje zagadnienia problemowe, wymagające korzystania z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki i matematyki popełniając nieliczne błędy merytoryczne,

Ocena dostateczna plus - student wykorzystuje wiedzę do rozwiązywania zagadnień typowych z zakresu chemii fizycznej, wymagające korzystania z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki i matematyki popełniając nieliczne błędy merytoryczne oraz rachunkowe,

Ocena dostateczna - student rozumie i potrafi wyjaśnić podstawowe pojęcia i prawa fizykochemiczne, rozwiązuje zagadnienia typowe z zakresu chemii fizycznej, popełniając błędy

Ocena niedostateczna - student nie rozumie i nie potrafi wyjaśnić podstawowych pojęć i praw fizykochemicznych.

Powyższemu opisowi odpowiada następująca skala procentowa:

poniżej 55% - ndst

55 -69% - dost

70-75% - +dost

76-88% - dobry

89-94% - +dobry

95 – bardzo dobry

Kolokwium pisemne:

Ocena bardzo dobra - student samodzielnie rozwiązuje zagadnienia problemowe z zakresu chemii fizycznej, wymagające korzystania z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki i matematyki, nie popełnia błędów,

Ocena dobra plus - student samodzielnie rozwiązuje zagadnienia problemowe z zakresu chemii fizycznej, wymagające korzystania z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki i matematyki, popełnia nieliczne błędy niewynikające z braków merytorycznych np. pomyłka w obliczeniach,

Ocena dobra - student wykorzystuje wiedzę do rozwiązywania zagadnień typowych z zakresu chemii fizycznej oraz rozwiązuje zagadnienia problemowe, wymagające korzystania z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki i matematyki popełniając nieliczne błędy merytoryczne,

Ocena dostateczna plus - student wykorzystuje wiedzę do rozwiązywania zagadnień typowych z zakresu chemii fizycznej oraz rozwiązuje pewne zagadnienia problemowe, wymagające korzystania z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki i matematyki popełniając nieliczne błędy merytoryczne oraz rachunkowe,

Ocena dostateczna - student rozumie i potrafi wyjaśnić podstawowe pojęcia i prawa fizykochemiczne, z pomocą egzaminatora wykorzystuje wiedzę do rozwiązywania zagadnień typowych z zakresu chemii fizycznej,

Ocena niedostateczna - student nie rozumie i nie potrafi wyjaśnić podstawowych pojęć i praw fizykochemicznych.

Powyższemu opisowi odpowiada następująca skala procentowa:

poniżej 55% - ndst

55 -69% - dost

70-75% - +dost

76-88% - dobry

89-94% - +dobry

95 – bardzo dobry

Sprawozdanie:

Sprawozdanie pisemne z wykonanego ćwiczenia lub raport opisujący rozwiązanie problemu student sporządza w oparciu o wytyczne zawarte w instrukcji ćwiczenia z pomocą podanej literatury przedmiotu.

Sprawozdanie powinno zawierać wstęp teoretyczny związany z realizowanym zagadnieniami, opis metodyki oraz sposobu postępowania podczas pomiarów lub wykonywania obliczeń, opracowanie ewentualnych wyników pomiarów ich analizę, rachunek błędów oraz analizę statystyczną, porównanie z literaturą oraz dyskusję wyników i wnioski.

Ocena bardzo dobra - samodzielnie wykonane sprawozdanie zawiera wszystkie konieczne elementy. Student samodzielnie opisuje zjawiska fizykochemiczne, korzysta swobodnie z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki, matematyki i rachunku błędów, potrafi wskazać źródła rozbieżności i błędów; sprawozdanie nie zawiera błędów, jest wykonane bardzo starannie od strony edytorskiej,

Ocena dobra plus - samodzielnie wykonane sprawozdanie zawiera wszystkie konieczne elementy. Student samodzielnie opisuje zjawiska fizykochemiczne, korzysta swobodnie z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki, matematyki i rachunku błędów, potrafi wskazać źródła rozbieżności i błędów; sprawozdanie zawiera nieliczne błędy edytorskie,

Ocena dobra - samodzielnie wykonane sprawozdanie zawiera wszystkie konieczne elementy. Student opisuje zjawiska fizykochemiczne, korzysta z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki, matematyki i rachunku błędów, potrafi wskazać źródła rozbieżności i błędów; sprawozdanie zawiera nieliczne błędy,

Ocena dostateczna plus - sprawozdanie zawiera wszystkie konieczne elementy. Student opisuje zjawiska fizykochemiczne z pomocą prowadzącego, po konsultacjach wykorzystuje również wiedzę z innych dziedzin chemii oraz fizyki, matematyki i rachunku błędów, potrafi wskazać źródła rozbieżności i błędów; sprawozdanie zawiera błędy, które zostają wyeliminowane po konsultacjach z prowadzącym,

Ocena dostateczna - sprawozdanie zawiera wszystkie konieczne elementy. Student opisuje zjawiska fizykochemiczne z pomocą prowadzącego, po konsultacjach wykorzystuje również wiedzę z innych dziedzin chemii oraz fizyki, matematyki i rachunku błędów, nie potrafi wskazać źródła rozbieżności i błędów; sprawozdanie zawiera błędy, które zostają wyeliminowane po konsultacjach z prowadzącym,

Ocena niedostateczna- sprawozdanie nie jest kompletne, student nie rozumie i nie potrafi przeprowadzić podstawowych obliczeń fizykochemicznych.