Kurzus nemzetközi vendég- és részidős hallgatóknak

Kar

Természettudományi Kar

Szervezet

TTK Fizikai Kémiai Tanszék

Kód

molthermok22em

Cím

Molekuláris termodinamika és reakciódinamika

Tervezett félév

Tavaszi

Meghirdetve

2024/25/2

ECTS

4

Nyelv

en

Oktatás célja

a) tudása - A termodinamika alapvetéseinek ismerete hagyományos, axiomatikus és statisztikus mechanikai aspektusból is. A statisztikus mechanika legfontosabb, a klasszikus, makroszkopikus termodinamikán túlmutató eredményeinek ismerete. A reakciódinamika alapvető fogalmainak ismerete. b) képességei - Ismereteit használni tudja a kémia egyéb területein termodinamikai, reakciódinamikai vagy ahhoz kapcsolódó (pl. fluktuációk, transzport folyamatok, kémiai reakciók stb.) jelenségek értelmezésénél, számításánál. c) attitűdje - Fogékony azokra a problémákra, amelyek a műszaki és természettudományok területén termodinamikai tartalommal is bírnak (pl. energia takarékosság, fűtési és hűtési technológiák, stb.). d) autonómiája és felelőssége - Képes önálló véleményalkotásra és más szakemberekkel való együttműködésre.

Tantárgy tartalma

Kölcsönhatások leírása. Állapotjelzők. Az entrópia extrémum elv. A Carnot ciklus ideális és reális hőerőgépekre és hűtőgépekre. A klasszikus mechanika Hamilton egyenlete tömegpontokra. A fázistér. A törvények mikroszkopikus értelmezése. A molekuláris káosz. Fraktálok. A mikrokanonikus, a kanonikus és az izoterm-izobár sokaság. Állapotösszeg és valószínűségi sűrűség függvény. Molekuláris állapotösszeg. A legfontosabb termodinamikai összefüggések származtatása és ezek összekapcsolása statisztikus mechanikai kifejezésekkel. Termodinamikai potenciálfüggvények és a kémiai potenciál. A fázisdiagram a van der Waals egyenlet segítségével. A kritikus pont. A viriál egyenlet. Elegyek és a Gibbs paradoxon. Fluktuációk. Második deriváltak. Transzport folyamatok elmélete. Lineáris irreverzibilis termodinamika. Folyadékok és szilárd testek szerkezete. A párkorrelációs függvény és az elemi cella. Molekuláris dinamika alapjai. Ütközések és reaktív ütközések. Hatáskeresztmetszet. Kémiai reakciók sebessége. Ütközési elmélet. Az átmeneti állapot elmélet és termodinamikai megfogalmazása. Az átmeneti állapot elmélet alkalmazásai. Reakciódinamika. Kísérleti reakciódinamika. Potenciálisenergia-felületek. A trajektória módszer. Unimolekulás reakciók elmélete. Kondenzált fázisú reakciók.

Számonkérés és értékelés

Kollokvium, K(5).

Irodalomjegyzék

Baranyai, R. Schiller ’Statisztikus mechanika vegyészeknek’ Akadémia kiadó, 2003 H.B. Callen, ’Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics, J.Wiley, 1985 P.W. Atkins, ’Physical Chemistry’ Oxford Univ. Press, 1990 D. A. McQuarrie ’Statistical Mechanics’ Univ.Sci.Books, 2000 D.J. Evans, G.P. Morris, ’Statistical Mechanics of Nonequilibrium Liquids’ Acad.Press, 1990 M. J. Pilling, P. W. Seakins, Reakciókinetika’ Nemzeti Tankönyvkiadó 1997. N. E. Henriksen, F. Y. Hansen ‘Theories of Molecular Reaction Dynamics’ Oxford University Press, 2008.

Kurzus szakjai