C6730 Phase Equilibria Thermodynamics

Faculty of Science
Spring 2002
Extent and Intensity
2/0/0. 3 credit(s). Recommended Type of Completion: zk (examination). Other types of completion: k (colloquium).
Teacher(s)
prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc. (lecturer)
Guaranteed by
prof. RNDr. Jiří Sopoušek, CSc.
Chemistry Section – Faculty of Science
Prerequisites
C3140 or C3401 (Physical Chemistry I)
Course Enrolment Limitations
The course is also offered to the students of the fields other than those the course is directly associated with.
fields of study / plans the course is directly associated with
Course objectives
Thermodynamic conditions of phase equilibrium. Phase diagrams. Calculations and predictions of phase diagrams. Kinetic of reaching up to an equilibrium state. Stable and metastable phase equilibria. The influence of diffusion and nucleation on reaching up equilibrium state. Theory of phase equilibria in real systems. Examples of phase equilibria calculations in real systems. Experimental ways of phase equilibrium study. Chemical equilibria calculations.
Syllabus (in Czech)
  • Termodynamické základy teorie fázových rovnováh: Termodynamické stavové funkce soustavy, Gibbsova energie soustavy a její vlastnosti, molární a parciální molární veličiny, závislost Gibbsovy energie čistých složek na teplotě a tlaku. Termodynamika mísení, stavové chování směsi: vyjádření složení směsi, Gibbsova-Duhemova rovnice, závislost Gibbsovy energie reálné soustavy na teplotě, tlaku a složení soustavy, aktivitní koeficienty, dodatkové funkce, mg. příspěvek, fázové pravidlo a stabilita fází. Zákony zachování hmoty, náboje a stechiometrie v termodynamických soustavách. Termodynamická podmínka stability fázové rovnováhy: Kritéria rovnováhy: diferenciální podmínka fázové rovnováhy, integrální podmínka fázové rovnováhy. Matematické řešení problému fázové rovnováhy. Fázové diagramy heterogenních soustav, základní typy fázových, diagramů, geometrická termodynamika, znázornění fázových diagramů, možné průběhy fázových hranic.Výpočty a predikce fázových diagramů. Kinetika dosažení rovnovážného stavu: Stabilní a metastabilní fázové rovnováhy, bezdifúzní fázové přeměny, role difúze a nukleace při ustavování rovnovážných stavů. Nukleace fází. Simulace difůzních procesů v heterogenních soustavách. Metody experimentálního studia fázových rovnováh: Získávání fázových dat, získávání termodynamických dat, měřitelné termodynamické veličiny. Zdroje dat a jejich přesnost. Reálné fázové rovnováhy: Hranice fázových oblastí jednosložkových soustav: stavové chování čisté látky, standardní stavy. Fázové rovnováhy v binárních soustavách: rovnováha kapalina-pára, kapalina-kapalina, směsi těkavých kapalin, destilace, pásmové čistění, roztoky netěkavých látek, koligativní vlastnosti, rovnováha kapalina-pevná látka a pevná látka-pevná látka. Fázové diagramy s neomezenou rozpustností v tuhé fázi, s částečnou a úplnou nerozpustností v tuhé fázi a s intermetalickými sloučeninami. Fázové rovnováhy ve vícesložkových soustavách, řezy fázovými diagramy. Příklady výpočtů fázových rovnováh a fázových diagramů v reálných systémech. Výpočty chemických rovnováh: Rovnovážná konstanta, homogenní systém, reakční koordináta, reakce v plynné fázi a v heterogenní soustavě. Algoritmy výpočtu chemických rovnováh.. Příklady výpočtů chemických rovnováh.
Literature
  • Physical chemistry (Orig.) : Fizičeskaja chimija : Fyzikální chemie [Moore, 1979] : Fyzikální chemie [Moore, 1981]. info
Language of instruction
Czech
Further comments (probably available only in Czech)
The course is taught annually.
The course is taught: every week.
The course is also listed under the following terms Autumn 2007 - for the purpose of the accreditation, Spring 2000, Autumn 2010 - only for the accreditation, Autumn 2004, Autumn 2006, Autumn 2007, Autumn 2008, Autumn 2009, Autumn 2010, Autumn 2011, Autumn 2011 - acreditation, Autumn 2012, Autumn 2013, Autumn 2014, Autumn 2015, Autumn 2016, autumn 2017, Autumn 2018, Autumn 2019, Autumn 2020, autumn 2021, Autumn 2022, Autumn 2023, Autumn 2024.
  • Enrolment Statistics (Spring 2002, recent)
  • Permalink: https://is.muni.cz/course/sci/spring2002/C6730