Φυσικοχημεία Ι
Χημική Θερμοδυναμική
Γενικά στοιχεία
Περιγραφή
Αντικείμενο του μαθήματος είναι η εισαγωγή στις θεμελιώδεις έννοιες της χημικής θερμοδυναμικής από τη σκοπιά του χημικού μηχανικού, με σκοπό: (α) τη κατανόηση των θερμοδυναμικών μεγεθών που διέπουν την ισορροπία απλών φυσικοχημικών συστημάτων και χημικών αντιδράσεων, υπό δεδομένους εσωτερικούς και μακροσκοπικούς περιορισμούς, (β) την εξοικείωση με τις μεθόδους συσχετισμού αυτών των μεγεθών μέσω μαθηματικών μετασχηματισμών, και (γ) την κατανόηση της σημασίας και της εφαρμογής των θερμοδυναμικών δυναμικών σε (αυθόρμητα) εφικτές, και μη εφικτές διεργασίες.
Ύλη
Θερμοδυναμικό σύστημα, περιβάλλον, όρια. Μηδενικός νόμος της θερμοδυναμικής, θερμοκρασία. Θερμότητα, έργο, αδιαβατικό έργο, ενέργεια, εσωτερική ενέργεια, πρώτος θερμοδυναμικός νόμος για κλειστά συστήματα. Ιδανικό αέριο. Ειδικές θερμότητες. Ενθαλπία. Θερμοχημικές μεταβολές. Αντιστρεπτότητα, εντροπία, δεύτερος θερμοδυναμικός νόμος για κλειστά συστήματα. Σύνδεση πρώτου-δεύτερου νόμου. Αναφορά σε στατιστικό ορισμό της εντροπίας. Θεμελιώδεις Εξισώσεις σε ενεργειακή και εντροπική απεικόνιση, καταστατικές εξισώσεις. Διαφορικό συνάρησης, συναρτήσεις σημείου, συναρτήσεις δρόμου, εξισώσεις Maxwell. Λογισμός μερικών παραγώγων θερμοδυναμικών συναρτήσεων με έμφαση στην έκφρασή τους συναρτήσει πειραματικά μετρούμενων μεγεθών. Ολοκλήρωση κατά Euler. Μετασχηματισμοί Legendre. Θερμοδυναμικά δυναμικά, εξισώσεις Gibbs-Duhem. Ισορροπία, νόμος φάσεων του Gibbs, σημασία των θερμοδυναμικών δυναμικών σε αυθόρμητες μεταβολλές καταστάσεων. Ισορροπία χημικής αντίδρασης, ελεύθερη ενέργεια Gibbs αντίδρασης.
Βιβλιογραφία
ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ, P. Atkins, J. De Paula, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, Ηράκλειο 2014.
Διδάσκοντες
Γεώργιος Κ. Παπαδόπουλος, Καθηγητής
Προαπαιτούμενες γνώσεις
Διαφορικός και ολοκληρωτικός λογισμός.
Πραγματικές συναρτήσεις πολλών μεταβλητών.
Συμπληρωματική βιβλιογραφία
Thermodynamics and Its Applications, Jefferson W. Tester, Michael Modell, PRENTICE HALL, New Jersey 1997.
Thermodynamics, Gilbert Newton Lewis, Merle Randall, McGRAW-HILL, New York 1961.
Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics, Herbert B. Callen, WILEY, New York, 1985.