страница 1
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие работы
|
Лекции 34 34 Семинары Лабораторные работы - страница №1/1
Министерство образования Российской Федерации Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана Дисциплина Неравновесная термодинамика (учебная программа)
ПРОГРАММА курса "НЕРАВНОВЕСНАЯ ТЕРМОДИНАМИКА" для специальности "Теплофизика" Э6 РАЗДЕЛ 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ. Дисциплина «Неравновесная термодинамика» читается для студентов специальности «Теплофизика» в 8 семестре. Курс предполагает, что студенты имеют необходимые знания из курсов «Физика», «Высшая математика» и «Термодинамика». Цель курса – ознакомить студентов с основами химической кинетики и феноменологической теории термодинамики необратимых процессов, показать взаимосвязь между классической термодинамикой и термодинамически-феноменологической теорией необратимых процессов, продемонстрировать возможности применения методов термодинамики необратимых процессов для решения прикладных задач теплофизики и физической химии. В результате изучения курса студенты должны
РАЗДЕЛ 2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ. ЛЕКЦИИ 34 час. Введение 2 часа Вводные определения. Экстенсивные и интенсивные переменные. Химические реакции в системе N компонентов. Многофазные системы. Превращения в закрытой системе. Принцип возрастания энтропии. Обратимые и необратимые процессы. Равновесное и стационарное состояние. Гипотеза ЛТР. Общий критерий равновесия. Равновесие в гомогенных, гетерогенных и непрерывных системах. Расчет равновесного состава и свойств термодинамических систем. 4 часа Расчет термодинамических свойств веществ при заданных значениях температуры и давления на основании справочных данных. Источники данных о термодинамических свойствах веществ. Формулировки проблемы расчета равновесного состава. Эквивалентность формулировок. Описание основных методов расчета равновесного состава. Фазовый анализ. Примеры расчета равновесного состава. Основные положения. 6 часов Связь некомпенсированной теплоты с изменением термодинамических функций. Химическая переменная, химическое сродство и первый закон термодинамики. Химическая переменная и второй закон термодинамики. Скорость возникновения энтропии при теплопередаче. Возрастание энтропии и скорость реакции. Первый закон термодинамики в открытых системах. Возникновение энтропии в открытых системах. Представление о связи между потоками. Уравнение Гиббса в неравновесной термодинамике. Принцип Ле-Шателье. Теоремы модерации, описывающие поведение систем, которые выведены из состояния равновесия. Область применимости принципа Ле-Шателье. Устойчивость и критические явления. Термодинамические функции в неравновесных состояниях. Поток энтропии и производство энтропии. Феноменологические законы. Соотношения взаимности Онсагера. Необратимые процессы и равновесие. Баланс энтропии. Скорости реакций и сродство. Феноменологические законы и область их применения. Связь двух реакций. Связи при любом числе реакций. Принцип детального равновесия. Время релаксации реакции. Время релаксации при произвольном числе реакций. Явления последействия и процессы релаксации. Кинетика химических реакций в газах. 10 часов Скорость реакции. Механизм химической реакции. Химический процесс и его стадии. Гомогенные и гетерогенные реакции. Скорость химической реакции в замкнутой системе. Скорость реакции в открытой системе. Экспериментальные методы получения кинетических кривых. Константа скорости химической реакции. Энергия активации. Уравнение Аррениуса. Путь реакции. Энергетический барьер и переходное состояние. Кажущаяся энергия активации. Истинная энергия активации элементарной реакции. Расчет абсолютных скоростей элементарных реакций. Классическая молекулярно-кинетическая теория реакций. Теория переходного состояния. Термодинамическая форма основного уравнения теории переходного состояния. Границы применимости теории переходного состояния. Бимолекулярные реакции. Теория соударений. Сечения процесса. Реакции первого, второго и третьего порядков. Определение порядка реакции. Обратимые реакции. Каталитические реакции. Реакции переменного кинетического порядка. Цепные реакции. Применение вариационного принципа для решения задачи химической кинетики. Метод расчета кинетики протекания химических реакций в газофазных системах. Физика процессов эволюции. 8 часов Сложность в природе. Тепловая конвекция как прототип явлений самоорганизации в физике. Явления самоорганизации в химии. Консервативные и диссипативные системы. Нелинейность и обратные связи. Устойчивость. Бифуркация и нарушение симметрии. Бифуркация в простой диссипативной системе. Цель физики процессов эволюции. Общая структура процессов эволюции. Термодинамические условия эволюции. Начала термодинамики и самоорганизация. Глобальные условия самоорганизации. Локальные равновесия и критерии эволюции. Термодинамические действующие силы эволюции Земли. Термодинамика самоорганизации живых организмов. Термодинамика экологических систем. Неустойчивости и пространственно-временные структуры. Кинетические неустойчивости в химических системах. Перспективы использования теории. Проблемы энергии, материалов и физических элементов. Проблемы автоматизации и оптимизации. 1. Работа с учебниками, проработка лекционного материала 9 час. 2. Домашнее задание: «Химическая кинетика газофазных реакций» 8 час. Выдать – 8 неделя, сдать – 12 неделя. РАЗДЕЛ 3. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ ЛИТЕРАТУРА ПО ДИСЦИПЛИНЕОсновная литература
Дополнительная литература
|
|