CHIMICA FISICA I

CHIM/02 - 7 CFU - 1° semestre

Docente titolare dell'insegnamento

LUISA D'URSO


Obiettivi formativi

Come da programma dell’insegnamento, gli studenti acquisiranno una dettagliata conoscenza di base della Termodinamica Chimica di equilibrio, che è fondamentale in molte aree della Chimica e anche in altre discipline scientifiche. Gli studenti alla fine del corso avranno una conoscenza dettagliata dei gas reali, dei diagrammi di fase, dei Principi ed applicazioni della Termodinamica ai sistemi chimici quali il calore e l’energia associati alle trasformazioni di fase e alle reazioni chimiche, delle soluzioni ideali e reali. Gli studenti acquisiranno la capacità di risolvere una varietà di problemi numerici sugli argomenti del corso, saranno in grado di individuare i parametri chimici e fisici di riferimento e di descrivere e schematizzare il processo sotto studio.


Modalità di svolgimento dell'insegnamento

Lezioni frontali ed esercitazioni numeriche


Prerequisiti richiesti

Per affrontare i contenuti dell’insegnamento e svolgere gli esercizi proposti in aula, è indispensabile che lo studente abbia seguito tutti i corsi di Chimica, Matematica e Fisica del primo anno.



Frequenza lezioni

Non obbligatoria ma fortemente consigliata



Contenuti del corso

Introduzione al corso e generalità: Sistemi termodinamici, funzioni di stato, grandezze parziali molari. Forze intermolecolari. Equazioni di stato di sistemi in fase gassosa e condensata. Equazione di van der Waals, stato critico, principio degli stati corrispondenti e valutazione del fattore di compressibilità di gas reali puri e in miscela. Calore; lavoro.

1° Principio della Termodinamica: Esperienze di Joule. Energia interna; entalpia. Capacità termiche a volume e pressione costante. Pressione interna. Processi isotermi e adiabatici reversibili e irreversibili. Termochimica: leggi,calorimetria. Entalpia e Bilanci termici.

2° Principio della Termodinamica: Entropia. Ciclo e teorema di Carnot. Diseguaglianza di Clausius. Entropia come criterio di spontaneità e di equilibrio. Funzioni ausiliarie: funzioni di lavoro ed energia libera. Condizioni di equilibrio in sistemi chiusi: equazione di Gibbs-Helmholtz. Relazioni termodinamiche fondamentali ed equazioni termodinamiche di stato. Potenziale chimico. Equazione di Gibbs-Duhem.

3° Principio della Termodinamica. Comportamento della materia in prossimità dello zero assoluto. Entropie assolute e loro utilizzazione.

Applicazioni dei principi della Termodinamica: Sistemi gassosi perfetti e reali: potenziale chimico, fugacità, coefficienti di fugacità.

Sistemi polifase: deduzione termodinamica della regola delle fasi, equazione di Clausius-Clapeyron; leggi di Raoult e di Henry; equazione di Margules-Duhem. Potenziale chimico e convenzioni sugli stati standard nelle soluzioni. Diagrammi di fase.

Concetti di cinetica chimica



Testi di riferimento

Lo studente è libero di scegliere qualunque libro di testo.

Testi consigliati:

1. CHIMICA FISICA Peter William Atkins Julio de Paula, Zanichelli

2. CHIMICA FISICA un approccio molecolare Donald A McQuarrie John D Simon, Zanichelli


Altro materiale didattico

https://studium.unict.it/dokeos/2021/courses/syllabus/?cid=21684/



Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1Thermodynamic systems, state functions, partial molar property, Intermolecular forces. Equation of state (ideal gas) and condensed phase systems. Van der Waals equation, critical state, principle of corresponding states thermodynamics and evaluation of the compressibility factor of real pure and mixed gases. Heat; work.CHIMICA FISICA Peter William Atkins Julio de Paula, Zanichelli 
2First Principle of ThermodynamicsCHIMICA FISICA Peter William Atkins Julio de Paula, Zanichelli 
3Second Principle of ThermodynamicsCHIMICA FISICA Peter William Atkins Julio de Paula, Zanichelli 
4Third Principle of Thermodynamics CHIMICA FISICA Peter William Atkins Julio de Paula, Zanichelli 
5Applications of the principles of ThermodynamicsCHIMICA FISICA Peter William Atkins Julio de Paula, Zanichelli 
6Polyphase systemsCHIMICA FISICA Peter William Atkins Julio de Paula, Zanichelli 
7Chemical kinetics CHIMICA FISICA Peter William Atkins Julio de Paula, Zanichelli; CHIMICA FISICA un approccio molecolare Donald A McQuarrie John D Simon, Zanichelli 


Verifica dell'apprendimento


MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

Orale


ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

non forniti




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