Termodynamikk KJ3106

Forkunnskaper

Matematiske metoder I, Kjemi & miljølære, Fysikk

Læringsmål

Kunne anvende grunnleggende prinsipper i termodynamikken.
Ha forståelse av ideelle og reelle gassers oppførsel, og hvordan faselikevekter for damp/væske/fast stoff kan beskrives via ulike tilstandsdiagrammer.
Grunnleggende forståelse for reaksjonsteknikk dvs. kjenne til de parametre som bestemmer hastigheten på kjemiske reaksjoner, og hvordan man kan størrelsesberegne ulike reaktortyper under isoterme forhold .

Organisering

Forelesninger, øvinger, laboratoriearbeid og demonstrasjoner. Emnet foreleses i to separate deler. Termodynamikk (6 studiepoeng) foreleses sammen med fag M3301 for maskinstudiet. Fysikalsk kjemi (3 studiepoeng) foreleses kun for dette emnet, K3201.

Innhold

Termodynamikk:
Tilstandsligninger, kritisk trykk og temperatur, termodynamiske egenskaper, arbeid og varme.
Termodynamikkens 1. lov, tilstandsendringer, indre energi, entalpi, entropi, spesifikk varme, Gibbs energi, kjemisk potensiale.
Reaksjonsvarme, forbrenningsvarme, endoterme og eksoterme reaksjoner.
Kontrollvolumanalyser, åpne og lukkede systemer, stasjonære prosesser. Termodynamikkens 2. lov, reversible og irreversible prosesser, Carnotprosessen, kretsprosesser. Termodynamikkens 3. lov.
Faselikevekter, kjemiske likevekter.

Fysikalsk kjemi:
Faselikevekter, faseloven og fasediagrammer.
Grunnleggende definisjoner i reaksjonsteknikk: Omsetningsgrad, reaksjonshastighet, hastighetsligninger, reaksjonsorden, reaksjonsmekanisme og hastighets­konstant. Kinetiske undersøkelser/forsøksdata: differensial- og integral­metoden, halveringstid. Reaktorer: homogene kontinuerlige reaktorer, tankreaktor og rørreaktor.

Vurderingsformer

Skriftlig individuell sluttprøve (40 %).
Underveisevalueringer (60 %). Disse evalueringene gjennomføres som dels som 2-timers skoleprøver og dels som laboratorieoppgaver og eksperimentelt arbeid. Evalueringene beskrives nærmere i Classfronter, som studentene får tilgang til ved studiestart.

Pensum