Přeskočit na hlavní obsah
Přeskočit hlavičku

Fyzikální chemie a kinetika explozí

Typ studia navazující magisterské
Jazyk výuky čeština
Kód 651-3025/01
Zkratka FCHaKE
Název předmětu česky Fyzikální chemie a kinetika explozí
Název předmětu anglicky Physical Chemistry and Kinetics of Explosions
Kreditů 4
Garantující katedra Katedra chemie a fyzikálně-chemických procesů
Garant předmětu doc. Ing. Lenka Řeháčková, Ph.D.

Osnova předmětu

1. Úvod do předmětu. Formulace a rozbor I. věty termodynamické. Entalpie. Reakční tepla a jejich závislost na teplotě. Teoretická reakční teplota. Adiabatická teplota plamene.

2. II. věta termodynamická a její význam pro průběh a rovnováhu termodynamických dějů. Termodynamické potenciály - Gibbsova a Helmholtzova energie. Chemické rovnováhy.

3. Fázové rovnováhy. Vypařování čistých kapalin, rovnice Clausius-Clapeyronova. Roztoky, ideální a reálné. Raoultův zákon, Henryho zákon. Destilace.

4. Terminologie chemické kinetiky. Homogenní reakce - integrované kinetické rovnice – reakce prvního, druhého, třetího a vyšších řádů, poločas reakce, určování řádu reakce. Kinetika simultánních reakcí (zvratné, bočné, následné) – kinetický popis, limitující článek.

5. Závislost reakční rychlosti na teplotě - Arrheniova rovnice, aktivační energie, frekvenční faktor. Princip katalýzy. Závislost reakční rychlosti na tlaku a koncentraci.

6. Teorie reakční rychlosti. Srážková teorie, Boltzmannův faktor, srážkové číslo. Teorie absolutních reakčních rychlostí, aktivovaný komplex, aktivační entropie.

7. Kinetika heterogenních procesů, základní články. Mechanismy a matematický popis difúze – molekulární, konvektivní a turbulentní difúze. Fickovy zákony, difúzní tok.

8. Difúze s následnými a souběžnými články, difúzní a chemický odpor, limitující článek. Difúze následovaná chemickou reakcí, kinetická a difúzní oblast hoření. Vliv různých činitelů na kinetiku difúze.

9. Povrchové jevy. Fyzikální adsorpce a chemisorpce. Povrchové vlastnosti tuhých látek, podstata adsorpčních procesů. Adsorpce z plynné fáze na tuhém fázovém rozhraní. Empirické a teoretické adsorpční izotermy (Freundlichova, Langmuirova, BET). Vliv teploty a tlaku na adsorpčně-desorpční děje. Adsorpce následovaná chemickou reakcí.

10. Mechanismus reakcí hoření. Teorie řetězových reakcí, iniciace, propagace, terminace. Počet aktivních center, řetězový výbuch.

11. Mechanismus výbušných přeměn. Tepelný výbuch (tepelné samovznícení), matematický model tepelného výbuchu. Zápalná (kritická) teplota.

12. Disperzní výbušné systémy, obecná charakteristika a pojmy. Koloidně-disperzní systémy a jejich vlastnosti. Adsorpce z roztoku. Heterogenní koloidní disperze.

13. Teorie hoření disperzních soustav, horká jádra. Mechanismus hoření prachových disperzí, kinetické a difúzní hoření.

E-learning

Žádné další požadavky nejsou definovány.

Povinná literatura

NOVÁK, Josef. Fyzikální chemie: bakalářský a magisterský kurz.Praha: Vydavatelství VŠCHT, 2008. ISBN 978-80-7080-675-3. Dostupné též z: http://www.vscht.cz/fch/cz/pomucky/FCH4Mgr.pdf

BARTOVSKÁ, Lidmila a Marie ŠIŠKOVÁ. Fyzikální chemie povrchů a koloidních soustav. Vyd. 6., přeprac. Praha: Vydavatelství VŠCHT, 2010. ISBN 978-80-7080-745-3.
Dostupné též z:
https://vydavatelstvi.vscht.cz/katalog/publikace?uid=uid_isbn-978-80-7080-745-3

TREINDL, Ľudovít. Chemická kinetika. Bratislava: Slovenské pedagogické nakladateľstvo, 1978.

KALOUSEK, Jaroslav. Základy fyzikální chemie hoření, výbuchu a hašení. 2. vyd. V Ostravě: Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství, 1999. SPBI Spektrum. Červená řada, 4. ISBN 80-86111-34-2.

ATKINS, P. W. a Julio DE PAULA. Atkins' Physical chemistry. 10th ed. Oxford: Oxford University Press, c2014. ISBN 978-0-19-969740-3 .

Doporučená literatura

MOORE, Walter J. Fyzikální chemie. 2., nezměn. vyd. Přeložil Čestmír ČERNÝ, přeložil Alexandr SCHÜTZ. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1981.

NOVOTNÝ, M. Bezpečnostní inženýrství I. Výbuchy hořlavých plynů a prachů. VŠCHT v Pardubicích, Pardubice 1988.

KELLÖ, Vojtech a Alexander TKÁČ. Fyzikálna chémia. 3. upr. vyd. Bratislava: Alfa, 1977. Edícia chemickej literatúry.

ATKINS, P. W. The elements of physical chemistry. 2nd ed. Oxford: Oxford University Press, c1996. ISBN 0-19-855953-4.