Målet for kurset er at give de studerende et dybtgående kendskab til en række grundbegreber i klassisk termodynamik, hvorved de bliver i stand til at analysere og beregne stof- og energiomsætninger under kemiske processer med relevans for grundfagskemi, kemiteknik og bioteknologi.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
gengive termodynamikkens hovedsætninger og skelne imellem intensive og ekstensive egenskaber og imellem størrelser der er tilstandsfunktioner, og størrelser der er vejafhængige.
bestemme kompressionsfaktoren af en real gas.
beregne tilført varme, tilført arbejde og ændringen i indre energi, enthalpi, entropi, Gibbs- og Helmholtzfrienergi for processer.
beregne standard reaktionsenthalpi, -entropi og -Gibbsfrienergi og ligevægtskonstanter ved forskellige temperaturer.
redegøre for og anvende ligevægtsbetingelser og spontanitetskrav.
kvantitativt forudse forskydningen af en ligevægt ved en ændring i tryk eller temperatur.
nedskrive udtrykkene for det kemiske potential for en ideal gas, en real gas, en ren væske, en ren fast fase og for ioner i vandig opløsning samt anvende disse til ligevægtsberegninger.
udføre beregninger på varmekraftmaskiner, køleskabe og varmepumper og sammenligne deres nyttevirkninger/effektfaktorer med de tilsvarende Carnot maskiners.
skitsere og anvende µT-, pT- og pV-diagrammer for rene stoffer og pV- og TS-diagrammer for processer.
anvende værdier for specifik ledningsevne til at bestemme den molære/ækvivalente ledningsevne og en ions overføringstal.
beregne ionstyrken og anvende den til at bestemme middelaktivitetskoefficienter og ligevægtskoncentrationer, både ved hjælp af modeller og ved brug af forsøgsdata.
udlede den elektromotorisk virksomme proces for en elektrokemisk celle hvori elektrodevæskerne kan være i direkte kontakt, og beregne nulstrømspotentialet.
Kursusindhold:
Termodynamikkens hovedsætninger. Indre energi, enthalpi, arbejde, varme, entropi, Gibbs fri energi og kemisk potential. Faseligevægt og kemisk ligevægt. Ionaktiviteter. Eksperimentel bestemmelse af termodynamiske ligevægtskonstanter. Ledningsevne og ligevægtselektrokemi.
Litteratur::
Atkins' Physical Chemistry Peter Atkins, Julio de Paula Oxford University Press (8. udgave)
