Antal högskolepoäng: 7,5. Betygsskala: TH. Nivå: G1 (Grundnivå). Huvudområde: Teknik. Undervisningsspråk: Kursen ges på svenska. Överlappar följande kurs/kurser: KFKA05 och KFKF01. Obligatorisk för: K2. Valfri för: Pi4. Kursansvarig: Bengt Jönsson, Bengt.Jonsson@bpc.lu.se, Biofysikalisk kemi. Förutsatta förkunskaper: FMA420 Linjär algebra, FMAA01 Endimensionell analys, KOO101 Grundläggande kemi. Prestationsbedömning: Examination sker genom en skriftlig tentamen. För slutbetyg krävs också att kursens fyra obligatoriska laborationer är godkända. Hemsida: http://www.cmps.lu.se/bpc/teaching/.

Syfte
Att ge studenterna en insikt i klassisk termodynamik. Att förmedla en förståelse för de termodynamiska begreppen och teorierna och att öva upp förmågan att lösa problem utifrån denna insikt.

Mål

Kunskap och förståelse
För godkänd kurs skall studenten

• Kunna formulera och förklara termodynamikens första och andra huvudsatser och kunna utföra beräkningar av energi och entropi vid tillståndsförändringar.

• Kunna definiera och förklara begreppen fri energi och kemisk potential och med hjälp av dessa kunna bestämma jämviktstillstånd.

• Behärska termodynamiken för blandningar och kunna göra förutsägelser om kolligativa egenskaper, så som osmotiskt tryck, kokpunktshöjning och smältpunktssänkning utifrån kunskap om systemets sammansättning.

• Kunna formulera och förklara den termodynamiska grunden för jämviktsekvationer i kemiska system.

Färdighet och förmåga
För godkänd kurs skall studenten

• Behärska beräkningar av tryck, volym och temperatur i gaser, såväl ideala som icke ideala.

• Visa förmåga att både praktiskt och teoretiskt kunna beräkna egenskaper hos fasjämvikter i en- och tvåkomponentsystem, så som tryck- och temperaturberoende av ångtryck och kokpunkt.

• Visa förmåga att både praktiskt och teoretiskt kunna utföra beräkningar av samband mellan jämviktskonstant, koncentration, tryck och temperatur i kemiska jämvikter.

• Med hjälp av miniräknare kunna utföra numeriska operationer så som derivering, integrering, lösning av ekvationer med implicita variabler samt minstakvadratanpassning av data till polynom.

• Beskriva och göra beräkningar i fasdiagram för två komponenter.

• Kunna skriva enkla, men fullständiga, laborationsredogörelser.

• Ha förmåga att värdera giltigheten i de modeller för grundläggande termodynamiska system som presenterats i kursen, så som ideala gaser och ideala lösningar.

Värderingsförmåga och förhållningssätt
För godkänd kurs skall studenten

• Ha verktyg för att kunna diskutera vardagsfenomen utifrån grundläggande termodynamiska resonemang.

• Ha verktyg för att kunna värdera information i omvärlden (t.ex. från media) utifrån termodynamiska resonemang.

Innehåll

• Termodynamiska grundbegrepp som arbete och värme, entropi, entalpi, fri energi och kemisk potential.

• Tillståndsekvationer för gaser.

• Beräkningar på reversibla, irreversibla och adiabatiska processer.

• Kvantitativ behandling av fasjämvikter i enkomponentsystem.

• Kvantitativa beräkningar av samband mellan tryck, temperatur och sammansättning i icke-ideala tvåkomponentsystem med en eller flera faser. Detta innefattar bl.a. begrepp som partiell molär storhet och aktivitet, beräkning av kolligativa egenskaper och termodynamisk beskrivning av destillation.

• Termodynamisk behandling av kemisk jämvikt.

Litteratur
Atkins, PW: Physical Chemistry, 9th Ed. Oxford 2009. ISBN: 9780199543373.