Kierunek i poziom studiów: Chemia, drugi Sylabus modułu: Przedmiot A związany ze specjalnością (0310-CH-S2-001) Nazwa wariantu modułu: Termodynamika

Transkrypt

1 Uniwersytet Śląski w Katowicach str. 1 Kierunek i poziom studiów: Chemia, drugi Sylabus modułu: Przedmiot A związany ze specjalnością (0310-CH-S2-001) Nazwa wariantu modułu: Termodynamika 1. Informacje ogólne koordynator modułu rok akademicki 2013/2014 semestr forma studiów sposób ustalania oceny końcowej modułu 2 (letni) stacjonarne średnia ważona z wykładu (40%) i z konwersatorium (60%) Ocena z wykładu, to ocena z kolokwium pisemnego na zaliczenie Ocena z konwersatorium, to średnia arytmetyczna z kolokwiów pisemnych wymagania wstępne: znajomość chemii fizycznej i fizyki na poziomie podstawowym. 2. Opis dydaktycznych i pracy Wykład prowadzący treści metody 0310-CH-S2-P-050_fs_1 1.) Zerowa zasada termodynamiki, równowaga termiczna, procesy adiabatyczne, temperatura empiryczna, gazowa skala temperatury. 2.) Pierwsza zasada termodynamiki, energia wewnętrzna, pojęcia pracy i ciepła w termodynamice. Entalpia. Konsekwencje pierwszej zasady termodynamiki. Zastosowania pierwszej zasady termodynamiki. 3.) Procesy quasi-statyczne i odwracalne. Druga zasada termodynamiki, pojęcie entropii, zmiany entropii w procesach odwracalnych i nieodwracalnych (samorzutnych), zmiany entropii w układach izolowanych. 4.) Trzecia zasada termodynamiki. 5.) Związki między funkcjami termodynamicznymi. 6.) Przemiany adiabatyczne gazu doskonałego. Entalpia i energia wewnętrzna gazu doskonałego. Związek pomiędzy adiabatą a izotermą. 7.) Stany makro układu i prawdopodobieństwo termodynamiczne. Cząsteczkowa funkcja rozdziału. Związek energii wewnętrznej z cząsteczkową funkcją rozdziału 8.) Entropia statystyczna. Kanoniczna funkcja rozdziału i jej związki z funkcjami termodynamicznymi 9.) Zastosowania termodynamiki statystycznej: średnie energie różnych rodzajów ruchu, pojemności cieplne, równania stanu, entropie resztkowe, stałe równowagi Wykład

2 Uniwersytet Śląski w Katowicach str. 2 prowadzenia dydaktycznych (kontaktowych) pracy własnej opis pracy własnej organizacja obowiązkowa uzupełniająca adres strony www Praca z podręcznikiem i notatkami z wykładów. 2 godziny (po 45 minut) w tygodniu w ciągu semestru 1. P. W. Atkins, Chemia fizyczna, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa H. Buchowski, W. Ufnalski, Podstawy termodynamiki, WNT, Warszawa P. W. Atkins, C. A. Trapp, M. P. Cady, C. Giunta, Chemia fizyczna. Zbiór zadań z rozwiązaniami, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa K. Gumiński, Termodynamika, PWN Warszawa A. W. Adamson, Zadania z chemii fizycznej, PWN Warszawa W. Ufnalski, Wprowadzenie do termodynamiki chemicznej, Oficyna wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa A. Fronczak, Zadania i problemy z rozwiązaniami z termodynamiki fizyki statystycznej, Oficyna wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa Laboratorium prowadzący treści metody prowadzenia dydaktycznych Obejmują następujące zagadnienia: 1.) Zmienne i funkcje stanu. Temperatura. Punkty termometryczne. Zerowa zasada termodynamiki. 2.) Równoważność ciepła i pracy. Praca objętościowa i nieobjętościowa. Pierwsza zasada termodynamiki. Przemiany w stałej objętości i pod stałym ciśnieniem. Termochemia. 3.) Przemiany adiabatyczne gazu doskonałego. 4.) Kierunek przemian. Odwracalność. Pojęcie entropii. Druga zasada termodynamiki. 5.) Konsekwencje pierwszej i drugiej zasady termodynamiki. Podstawy teorii maszyn cieplnych. 6.) Potencjały termodynamiczne. Związek pomiędzy Cp i Cv gazu doskonałego. 7.) Trzecia zasada termodynamiki. Nieosiągalność zera bezwzględnego. 8.) Podstawy kombinatoryki, prawdopodobieństwa. Podstawy termodynamiki statystycznej. Jak w opisie modułu 15

3 Uniwersytet Śląski w Katowicach str. 3 (kontaktowych) pracy własnej opis pracy własnej organizacja obowiązkowa uzupełniająca adres strony www Konsultacje prowadzący treści metody prowadzenia dydaktycznych (kontaktowych) pracy własnej opis pracy własnej organizacja obowiązkowa uzupełniająca adres strony 60 Przygotowanie do ćwiczeń oraz sprawdzianów przez samodzielną pracę z literaturą. Przygotowanie sprawozdań/raportów z wykonanych ćwiczeń lub analizowanych problemów. 15 godzin (po 45 minut) raz w tygodniu w ciągu semestru (8 ćwiczeń tematycznych); studenci wykonują ćwiczenia lub rozwiązują zadania problemowe w grupach pod kierunkiem prowadzącego; Zajęcia odbywają się w salach Zakładu Chemii Fizycznej. 1. P. W. Atkins, Chemia fizyczna, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa H. Buchowski, W. Ufnalski, Podstawy termodynamiki, WNT, Warszawa P. W. Atkins, C. A. Trapp, M. P. Cady, C. Giunta, Chemia fizyczna. Zbiór zadań z rozwiązaniami, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa K. Gumiński, Termodynamika, PWN Warszawa A. W. Adamson, Zadania z chemii fizycznej, PWN Warszawa W. Ufnalski, Wprowadzenie do termodynamiki chemicznej, Oficyna wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa A. Fronczak, Zadania i problemy z rozwiązaniami z termodynamiki fizyki statystycznej, Oficyna wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa J. R. Taylor, Wstęp do analizy błędu pomiarowego, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, Platforma zdalnego nauczania: CH-S2-P-050_fs_3 Konsultacje bezpośrednie mające na celu pomoc w rozwiązywaniu bieżących trudności wynikających z realizacji treści programowych modułu. Jak w opisie modułu Indywidualne konsultacje Taka jak dla Wykładu Taka jak dla Wykładu

4 Uniwersytet Śląski w Katowicach str. 4 www 3. Opis sposobów weryfikacji efektów kształcenia modułu Kolokwium pisemne na zaliczenie (-y) osoba(-y) przeprowadzająca(- e) weryfikację wymagania merytoryczne kryteria oceny 0310-CH-S2-P- 050_w_1 Na sprawdzianie pisemnym obowiązują treści ujęte w opisie oraz umiejętność zastosowania ich w zadaniach rachunkowych. Ocena bardzo dobra - student samodzielnie rozwiązuje zagadnienia problemowe z zakresu chemii fizycznej, wymagające korzystania z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki i matematyki, nie popełnia błędów, Ocena dobra plus - student samodzielnie rozwiązuje zagadnienia problemowe z zakresu chemii fizycznej, wymagające korzystania z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki i matematyki, popełnia nieliczne błędy niewynikające z braków merytorycznych np. pomyłka w obliczeniach, Ocena dobra - student wykorzystuje wiedzę do rozwiązywania zagadnień typowych z zakresu chemii fizycznej oraz rozwiązuje zagadnienia problemowe, wymagające korzystania z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki i matematyki popełniając nieliczne błędy merytoryczne, Ocena dostateczna plus - student wykorzystuje wiedzę do rozwiązywania zagadnień typowych z zakresu chemii fizycznej, wymagające korzystania z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki i matematyki popełniając nieliczne błędy merytoryczne oraz rachunkowe, Ocena dostateczna - student rozumie i potrafi wyjaśnić podstawowe pojęcia i prawa fizykochemiczne, rozwiązuje zagadnienia typowe z zakresu chemii fizycznej, popełniając błędy Ocena niedostateczna - student nie rozumie i nie potrafi wyjaśnić podstawowych pojęć i praw fizykochemicznych. Powyższemu opisowi odpowiada następująca skala procentowa: poniżej 55% - ndst 55-69% - dost 70-75% - +dost 76-88% - dobry 89-94% - +dobry 95 bardzo dobry przebieg procesu weryfikacji Student otrzymuje zestaw 3-5 pytań o różnym stopniu trudności.

5 Uniwersytet Śląski w Katowicach str. 5 Nazwa Kolokwium pisemne 0310-CH-S2-P- 050_w_2 Na sprawdzianie pisemnym obowiązują treści ujęte w opisie oraz umiejętność zastosowania ich w zadaniach rachunkowych. Ocena bardzo dobra - student samodzielnie rozwiązuje zagadnienia problemowe z zakresu chemii fizycznej, wymagające korzystania z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki i matematyki, nie popełnia błędów, Ocena dobra plus - student samodzielnie rozwiązuje zagadnienia problemowe z zakresu chemii fizycznej, wymagające korzystania z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki i matematyki, popełnia nieliczne błędy niewynikające z braków merytorycznych np. pomyłka w obliczeniach, Ocena dobra - student wykorzystuje wiedzę do rozwiązywania zagadnień typowych z zakresu chemii fizycznej oraz rozwiązuje zagadnienia problemowe, wymagające korzystania z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki i matematyki popełniając nieliczne błędy merytoryczne, Ocena dostateczna plus - student wykorzystuje wiedzę do rozwiązywania zagadnień typowych z zakresu chemii fizycznej oraz rozwiązuje pewne zagadnienia problemowe, wymagające korzystania z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki i matematyki popełniając nieliczne błędy merytoryczne oraz rachunkowe, Ocena dostateczna - student rozumie i potrafi wyjaśnić podstawowe pojęcia i prawa fizykochemiczne, z pomocą egzaminatora wykorzystuje wiedzę do rozwiązywania zagadnień typowych z zakresu chemii fizycznej, Ocena niedostateczna - student nie rozumie i nie potrafi wyjaśnić podstawowych pojęć i praw fizykochemicznych. Powyższemu opisowi odpowiada następująca skala procentowa: poniżej 55% - ndst 55-69% - dost 70-75% - +dost 76-88% - dobry 89-94% - +dobry 95 bardzo dobry przebieg procesu weryfikacji Student otrzymuje zestaw 3-5 pytań o różnym stopniu trudności. Sprawozdanie (-y) osoba(-y) przeprowadzająca(- (-y) osoba(-y) przeprowadzająca(- e) weryfikację wymagania merytoryczne kryteria oceny 0310-CH-S2-P- 050_w_3

6 Uniwersytet Śląski w Katowicach str. 6 e) weryfikację wymagania merytoryczne kryteria oceny przebieg procesu weryfikacji Sprawozdanie pisemne z wykonanego ćwiczenia lub raport opisujący rozwiązanie problemu student sporządza w oparciu o wytyczne zawarte w instrukcji ćwiczenia z pomocą podanej literatury przedmiotu. Sprawozdanie powinno zawierać wstęp teoretyczny związany z realizowanym zagadnieniami, opis metodyki oraz sposobu postępowania podczas pomiarów lub wykonywania obliczeń, opracowanie ewentualnych wyników pomiarów ich analizę, rachunek błędów oraz analizę statystyczną, porównanie z literaturą oraz dyskusję wyników i wnioski. Ocena bardzo dobra - samodzielnie wykonane sprawozdanie zawiera wszystkie konieczne elementy. Student samodzielnie opisuje zjawiska fizykochemiczne, korzysta swobodnie z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki, matematyki i rachunku błędów, potrafi wskazać źródła rozbieżności i błędów; sprawozdanie nie zawiera błędów, jest wykonane bardzo starannie od strony edytorskiej, Ocena dobra plus - samodzielnie wykonane sprawozdanie zawiera wszystkie konieczne elementy. Student samodzielnie opisuje zjawiska fizykochemiczne, korzysta swobodnie z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki, matematyki i rachunku błędów, potrafi wskazać źródła rozbieżności i błędów; sprawozdanie zawiera nieliczne błędy edytorskie, Ocena dobra - samodzielnie wykonane sprawozdanie zawiera wszystkie konieczne elementy. Student opisuje zjawiska fizykochemiczne, korzysta z wiedzy z innych dziedzin chemii oraz fizyki, matematyki i rachunku błędów, potrafi wskazać źródła rozbieżności i błędów; sprawozdanie zawiera nieliczne błędy, Ocena dostateczna plus - sprawozdanie zawiera wszystkie konieczne elementy. Student opisuje zjawiska fizykochemiczne z pomocą prowadzącego, po konsultacjach wykorzystuje również wiedzę z innych dziedzin chemii oraz fizyki, matematyki i rachunku błędów, potrafi wskazać źródła rozbieżności i błędów; sprawozdanie zawiera błędy, które zostają wyeliminowane po konsultacjach z prowadzącym, Ocena dostateczna - sprawozdanie zawiera wszystkie konieczne elementy. Student opisuje zjawiska fizykochemiczne z pomocą prowadzącego, po konsultacjach wykorzystuje również wiedzę z innych dziedzin chemii oraz fizyki, matematyki i rachunku błędów, nie potrafi wskazać źródła rozbieżności i błędów; sprawozdanie zawiera błędy, które zostają wyeliminowane po konsultacjach z prowadzącym, Ocena niedostateczna- sprawozdanie nie jest kompletne, student nie rozumie i nie potrafi przeprowadzić podstawowych obliczeń fizykochemicznych. Student składa sprawozdanie pisemne prowadzącemu ćwiczenia w terminie do miesiąca przed końcem semestru. Prowadzący do dwóch tygodni informuje o jego zaliczeniu bądź konieczności poprawy. Student składa poprawione sprawozdanie w terminie jednego tygodnia. Student ma możliwość dwukrotnej poprawy.