IMAK1004
Kjemisk termodynamikk for ingeniører
Vår
Trondheim
Norsk
Om emnet
Faglig innhold
- Termodynamikkens lover: termodynamikkens 1., 2. og 3. lov, indre energi, arbeid, varme, varmekapasitet, entalpi, entropi og Gibbs' energi
- Termodynamikk og faselikevekter i rene stoffer og binære blandinger, kolligative egenskaper, kjemisk potensial, Henrys lov, Raoults lov og fasediagrammer
- Termodynamikk og kjemisk likevekt, Gibbs' energi
- Elektrokjemi og elektrolyttløsninger: Elektrolytter og ledningsevne, elektrokjemiske celler, standard reduksjonspotensial, referanseelektroder, cellepotensial, cellediagram, Nernsts ligning. Utvalgte praktiske anvendelser av elektrokjemi som for eksempel elektrolyse, batterier, brenselceller, kjemisk analyse og korrosjonsbeskyttelse.
- Reaksjonskinetikk: hastighetslover, halveringstid, enkle reaksjonsmekanismer, hastighetsbestemmende trinn og katalyse.
Læringsmål
Kandidaten:
- Har grunnleggende kunnskap om termodynamikk og termodynamikkens lover, kan forklare betydningen av sentrale begreper og beregne verdier for størrelser som indre energi, arbeid, varme, varmekapasitet, entalpi, entropi og Gibbs’ energi.
- Kan gjøre termodynamiske beregninger for kjemiske reaksjoner og likevekter, sammenligne med beregninger i relevante dataverktøy (for eksempel HSC Chemistry), og forklare betydningen av verdiene.
- Kan anvende Clapeyrons ligning, Clausius-Clapeyrons ligning, Raoults lov og Daltons lov i faselikevektsberegninger, og bruke fasediagram for å finne relevante egenskaper og størrelser for rene stoffer og ideelle blandinger
- Har grunnleggende kunnskap om elektrokjemi og elektrolytter, kan forklare betydningen av sentrale begreper og beregne verdier for reduksjonspotensial og cellepotensial
- Kjenner til og kan forklare utvalgte praktiske anvendelser av elektrokjemi som for eksempel i korrosjonsbeskyttelse, energilagring, materialframstilling, overflatebehandling og kjemisk analyse.
- Har oversikt over viktige begrep i reaksjonskinetikk og katalyse, kan benytte enkle hastighetslover og forklare utvalgte reaksjonsmekanismer og betydningen av dem.
- Kan forberede og gjennomføre laboratoriearbeid innen utvalgte tema, bearbeide og diskutere resultater, og dokumentere arbeidet skriftlig.
Læringsformer og aktiviteter
Forelesninger, øvinger og laboratoriearbeid.
Forventet tidsbruk:
- Forelesninger: 60 t
- Øvinger: 30 t
- Laboratoriearbeid: 30 t
- Egenarbeid: 80 t
- Totalt: 200 t