Φυσικοχημεία 1

Το πρώτο από σειρά 3 εξαμηνιαίων υποχρεωτικών μαθημάτων Φυσικοχημείας με κύριο αντικείμενο την Θερμοδυναμική με έμφαση στις αρχές της και εφαρμογές σε ισορροπίες φάσεων.

Στόχοι Μαθήματος

Η κατανόηση των εννοιών: θερμοκρασία, θερμότητα, εσωτερική ενέργεια, εντροπία, ενθαλπία, ενέργεια Gibbs, χημικό δυναμικό, εντατικές και εκτατικές μεταβλητές, ανεξάρτητες και εξαρτημένες μεταβλητές, κανόνας των φάσεων, θερμοχωρητικότητες, αντιστρεπτές και μη διεργασίες, φάσεις, ισορροπία φάσεων, γραμμομοριακά κλάσματα, διαγράμματα φάσεων. Ο υπολογισμός ποσοτήτων ενέργειας, εντροπίας, θερμοκρασίας, πιέσεως, συστάσεων σε συστήματα και διεργασίες χημικού και καθημερινού ενδιαφέροντος. Με την ολοκλήρωση του μαθήματος ο εκπαιδευόμενος πρέπει να είναι σε θέση να μπορεί να αναγνωρίσει τις παραπάνω έννοιες και να τις παραστήσει ποιοτικά σε διάγραμμα κατάλληλων συντεταγμένων και να μπορεί να αποσπάσει πληροφορίες από τέτοιο διάγραμμα.

Προαπαιτούμενες Γνώσεις

Βασικές γνώσεις Φυσικής (Μηχανική, αέρια, μονάδες, προθέματα, διαστάσεις). Στοιχειώδης αριθμητική, λογάριθμοι, παραγωγίσεις, απλά ολοκληρώματα.

Περιεχόμενα

Η θέση της Φυσικοχημείας και της Θερμοδυναμικής μεταξύ των επιστημών, οι αρχές της Θερμοδυναμικής, τα βασικά μεγέθη, οι σχέσεις μεταξύ τους, εφαρμογές σε απλά και περίπλοκα συστήματα, αριθμητικά παραδείγματα. Θερμοδυναμικά συστήματα. Εσωτερική ενέργεια. Έργο. Θερμότητα. Νόμοι Θερμοδυναμικής. Συνθήκες ισορροπίας. Μετασχηματισμοί Legendre και νέες θερμοδυναμικές συναρτήσεις. Θεμελιώδεις εξισώσεις. Καταστατικές εξισώσεις. Εξισώσεις Maxwell και εφαρμογές. Εξαγωγή διαφόρων σχέσεων μεταξύ θερμοδυναμικών μεγεθών. Ισορροπία φάσεων. Εξίσωση Clausius-Clapeyron. Εξάρτηση του χημικού δυναμικού από την πίεση και τη θερμοκρασία σε διάφορες φάσεις ενός συστατικού. Ισορροπία φάσεων σε συστήματα πολλών συστατικών. Αθροιστικές ιδιότητες. Χημική ισορροπία.