Είσοδος

Δομή και Καταστάσεις της Ύλης

Γενικά στοιχεία

 

 
Περιγραφή

Κατανόηση και ποσοτική περιγραφή της δομής, κίνησης και αλληλεπιδράσεων σε μοριακό επίπεδο μέσα σε αέριες, υγρές και στερεές φάσεις καθαρών ουσιών και μειγμάτων και συσχέτισή τους με τις μακροσκοπικές ιδιότητες.  Διαγράμματα φάσεων και διεπιφανειακά φαινόμενα.

    

Ύλη

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ.  Μικροσκοπικοί βαθμοί ελευθερίας.  Διαμοριακές και ενδομοριακές αλληλεπιδράσεις και συναρτήσεις δυναμικού για την περιγραφή τους. Μικροκαταστάσεις. Kατανομές πιθανοτήτων μικροκαταστάσεων.  Το κανονικό στατιστικό σύνολο.  Η κατανομή Boltzmann.  Κανονική συνάρτηση μερισμού και σύνδεσή της με τη μακροσκοπική θερμοδυναμική. Στατιστική ερμηνεία της εντροπίας.  Εφαρμογή στην εξαγωγή των θερμοδυναμικών ιδιοτήτων ιδανικού αερίου.  Θερμοχωρητικότητα ιδανικού αερίου: Mεταφορική, περιστροφική, δονητική συνεισφορά.  Ημικλασσική συνάρτηση μερισμού.  Θεώρημα ισοκατανομής της ενέργειας.   Εξαγωγή της καταστατικής εξίσωσης από τη σύσταση και τις αλληλεπιδράσεις των μορίων. 

ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΑΙΩΝ ΑΕΡΙΩΝ: Kατανομή ταχυτήτων κατά Maxwell-Boltzmann, μέση ελευθέρα διαδρομή, αριθμοί συγκρούσεων. Ιξώδες, θερμική αγωγιμότητα, διαχυτότητα.

ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΑ ΑΕΡΙΑ: καταστατική εξίσωση van der Waals και προβλέψεις της για την ισορροπία φάσεων και κρισιμότητα.  Καταστατική εξίσωση virial και σύνδεση με τις διαμοριακές αλληλεπιδράσεις.  Συντελεστής Joule-Thomson.

ΥΓΡΑ: δομή και δυναμική, τάση ατμών, ιξώδες, επιφανειακή τάση, διαβροχή και εφάπλωση, τριχοειδή φαινόμενα.

ΣΤΕΡΕΑ: Κρυσταλλικά συστήματα και πλέγματα. Άμορφα στερεά. Θερμοχωρητικότητα στερεών, θεωρίες Einstein και Debye.

ΦΥΣΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ: Μερικές γραμμομοριακές ιδιότητες. Ιδανικά και πραγματικά διαλύματα.  Γενικές αρχές για τον υπολογισμό τάσης διαφυγής και ενεργότητας. Προσθετικές ιδιότητες (ελάττωση της τάσης των ατμών, ανύψωση του σημείου ζέσεως, ταπείνωση του σημείου πήξεως, ωσμωτική πίεση). Ισορροπίες ατμών-υγρού, αζεότροπα. Μερικώς αναμίξιμα υγρά. Διαγράμματα φάσεων στερεού-υγρού δυαδικών συστημάτων. Τριαδικά μείγματα. 

ΡΟΦΗΣΗ ΡΕΥΣΤΩΝ ΣΕ ΣΤΕΡΕΑ: φυσική και χημική ρόφηση, ισόθερμες ρόφησης, θερμότητα ρόφησης.  Iσόθερμος ρόφησης του Gibbs, επιφανειακώς ενεργές ουσίες. 

ΚΟΛΛΟΕΙΔΗ:  Κροκίδωση, σταθεροποίηση.  Αλληλεπιδράσεις van der Waals, ηλεκτροστατικές, στερεοχημικές, εντροπικές.  Στοιχεία θεωρίας DLVO.   Σκέδαση φωτός από κολλοειδή διαλύματα.

 

 

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

Θ. Ν. Θεοδώρου, Καθηγητής

Γ. Κ. Παπαδόπουλος, Ε. Καθηγητής

 

Εργαστήρια:

Δ. Δημοτίκαλη, Καθηγήτρια, Θ. Θεοδώρου, Καθηγητής, Λ. Ζουμπουλάκης, Αναπληρωτής Καθηγητής, Α. Καραντώνης, Αναπληρωτής Καθηγητής, Χ.-Σ. Καραγιάννη, Καθηγήτρια, Γ. Κ.  Παπαδόπουλος. Επίκουρος Καθηγητής, Κ. Χαριτίδης, Καθηγητπής.

ΕΔΙΠ:  Γ. Γρηγοριάδης, Α. Δελέγκου, Β. Δρίτσα, Μ. Καρόγλου,  Κ. Λαμπρόπουλος, Ε. Ντάφλου, Π. Παπανδρεόπουλος, Ε. Ρακαντά, Σ. Σούλης, Χ. Τσιάκαλος.


 
Συγχρηματοδότηση
από την Ε.Ε.