Είσοδος

Φυσικοχημεία ΙΙ (Δομή - Καταστάσεις της Ύλης)

Γενικά στοιχεία

 

 
Περιγραφή

Μελέτη της δομής των καθαρών σωμάτων και των φυσικών συστημάτων.  Συσχέτιση της δομής με τις φυσικές και χημικές ιδιότητες των σωμάτων και συστημάτων. Μελέτη των διαλυμάτων και των επιφανειακών φαινομένων. 

Σκοπός του μαθήματος είναι η εξοικείωση του σπουδαστή με τις φυσικοχημικές έννοιες και φαινόμενα και τις εφαρμογές τους, καθώς και η κατάρτισή του με τις προαπαιτούμενες γνώσεις για τη Χημική Κινητική, Ηλεκτροχημεία, Θερμοδυναμική, Φαινόμενα Μεταφοράς, κ.λ.π.  

    

Ύλη

Εισαγωγή:    Διαμοριακές αλληλεπιδράσεις.  Δυνάμεις και ενέργεια  κατά Mie και Lennard-Jones.   Ενέργεια σύνδεσης.  Η δημιουργία των καταστάσεων της ύλης.

Αέρια:           Ιδανικά αέρια.  Κινητική θεωρία, κατανομή ταχυτήτων κατά Maxwell-Boltzmann,  Μέση ελευθέρα διαδρομή.  Αριθμοί συγκρούσεων.  Ιξώδες.  Βαθμοί ελευθερίας κίνησης, ειδικές θερμότητες CP, CV.

Πραγματικά αέρια.  Καταστατικές εξισώσεις Van der Waals, virial.  Κρίσιμες συνθήκες.  Αδιαβατική μεταβολή, ισενθαλπική μεταβολή.  Συντελεστής Joule-Thomson.

Υγρά:            Στρωτή και τυρβώδης ροή.  Αριθμός Reynolds.  Ιξώδες,              εξάρτηση από θερμοκρασία και πίεση.  Οι συντελεστές ιξώδους και η μέτρησή τους σε υγρά και διαλύματα.  Επιφανειακή τάση, διαβροχή, τριχοειδής αναρρίχηση, μεταβολή με τη θερμοκρασία.

                     Τάση ατμών και η εξίσωση Clausius-Clapeyron.  Σημεία ζέσεως και τήξεως και η μεταβολή τους με την πίεση.

Στερεά:         Διαγράμματα φάσεως.  Τριπλό σημείο.  Αλλοτροπία, πολυμορφία.

                     Κρυσταλλικά και άμορφα στερεά.  Κρυσταλλικά συστήματα και πλέγματα.  Διατάξεις μεγίστης πυκνότητας.  Αταξίες δομής και στοιβασίας, περατωτικά όρια.  Θερμοχωρητικότητες στερεών και οι θεωρίες των Einstein και Debye.

Υγροί            Σμηκτικοί, νηματικοί και χολεστερικοί υγροί κρύσταλλοι.

Κρύσταλλοι: Θερμότροποι-λυότροποι.  Κατευθυντήρας και βαθμός τάξεως.                       

Φυσικά         Ιδανικά διαλύματα.  Πραγματικά διαλύματα.  Μερικές μολαρικές

Συστήματα:  ποσότητες. Ενεργότητες, εξίσωση Gibbs-Duhem.   Προσθετικές ιδιότητες (ελάττωση της τάσης των ατμών, ανύψωση του σημείου ζέσεως, ταπείνωση του σημείου πήξεως, ώσμωση).   Μερικώς μή αναμίξιμα υγρά.  Πλήρως αναμίξιμα στερεά.  Μιξοκρύσταλλοι.  Μη αναμίξιμα στερεά.  Ευτηκτική αναλογία.  Μερικώς μη αναμίξιμα στερεά.  Συστήματα που σχηματίζουν ένωση.  Συστήματα τριών συστατικών. Διαγράμματα τάσης ατμών/σύστασης και θερμοκρασίας/σύστασης.  Αζεοτροπικά μίγματα.  Ηλεκτρολυτικά διαλύματα.  Εφαρμογές.

Επιφανειακά Εισαγωγή στη ρόφηση.  Φυσική και χημική ρόφηση. 

Φαινόμενα:   Ισόθερμες ρόφησης.  Εξίσωση Henry.  Ισόθερμες Langmuir και B.E.T. 

                      Εξίσωση Freundlich.  Εφαρμογές.

                     Εισαγωγή στα κολλοειδή.  Είδη κολλοειδών.  Παρασκευές.  Κινητικές (Brown), οπτικές (Tyndall, Rayleigh) και ηλεκτρικές (δυναμικό ζ) ιδιότητες των κολλοειδών.  Κροκίδωση, αριθμός χρυσού.  Πηκτές, γαλακτώματα, αιωρήματα.  Εφαρμογές.

Βιβλιογραφία

Διδακτικά Συγγράμματα:

Peter Atkins and Julio de Paula, "Φυσικοχημεία", Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, 2014. ΙSBN 978-960-524-431-6

Προαιρετική Βιβλιογραφία:

Ι.Ν. Levine, Physical Chemistry, 5th ed., McGraw-Hill, New York, 2002.  ISBN 978-0-07-253495-8

L.M. Raff, Principles of Physical Chemistry, Prentice Hall, Englewood Cliffs, 2001.  ISBN 978-0-13-027805-X 

R.J. Silbey, R.A. Alberty, Physical Chemistry, 3rd ed., J. Wiley & Sons, New York, 2001.  ISBN 978-0-471-38311-2

 

Διδάσκοντες

Δ. Ν. Θεοδώρου, Καθηγητής

Γ. Κ. Παπαδόπουλος, Ε. Καθηγητής

Εργαστήρια:

Π. Βασιλείου,  Καθηγήτρια

Δ. Δημοτίκαλη,  Καθηγήτρια

Θ. Θεοδώρου, Καθηγητής

Χ.-Σ. Καραγιάννη, Καθηγήτρια

Λ. Ζουμπουλάκης, Αναπληρωτής Καθηγητής

Α. Καραντώνης, Επίκουρος Καθηγητής

Γ. Κ. Παπαδόπουλος,  Καθηγητής

Χ. Τσιάκαλος, ΕΕΔΙΠ

Γ. Γρηγοριάδης, ΕΤΕΠ

Ε. Ντάφλου, ΕΤΕΠ

Μεταδιδάκτορες και Υποψήφιοι Διδάκτορες 


 
Συγχρηματοδότηση
από την Ε.Ε.