Tematika:
- Gázállapot, állapotegyenlet. A termodinamika nulladik főtétele. Tökéletes gázok és törvényszerűségeik.
- Reális gázok, kompresszibilitás, viriál egyenlet. A megfelelő állapotok tétele.
- Kritikus jelenség, kritikus állapot. Van der Waals egyenlet, kritikus állandók, Boyle-hőmérséklet.
- Termodinamikai alapfogalmak (rendszer, környezet, folyamatok és csoportosításuk). Munka, hő, energia, a termodinamika I. főtétele.
- Az összenyomás és kiterjedés munkája. Irreverzibilis, reverzibilis, izoterm-irreverzibilis kiterjedés munkája. A gázképződés munkája izoterm-izochor, ill. izoterm-izobár körülmények között.
- A belső energia, a hő és az entalpia kapcsolata, kalorimetria.
- Termokémia. Fizikai és kémiai folyamatok entalpiaváltozásai. Hess tétele.
- Az állandó térfogaton ill. nyomáson vett hőkapacitás. A reakcióentalpia hőmérsékletfüggése, Kirchoff törvény.
- Állapot- és útfüggvények, teljes és nem teljes differenciál. Tökéletes gáz izoterm kiterjesztése reverzibilis és irreverzibilis úton.
- A belső energia mint a térfogat és a hőmérséklet függvénye. Joule kísérlete. A belső energia hőmérsékleti koefficiense állandó nyomáson.
- Az entalpia mint a nyomás és hőmérséklet függvénye. Az entalpia hőmérsékletfüggése állandó térfogaton. A Joule-Thomson hatás.
- Cv és Cp kapcsolata, összefüggésük reális és tökéletes gázokra.
- Tökéletes gáz adiabatikus kiterjedésének munkája irreverzibilis és reverzibilis esetre.
- Spontán változások iránya. A II. főtétel. Az entrópia és statisztikus definíciója.
- Az entrópia termodinamikai definíciója. A környezet és a rendszer entrópiaváltozása.
- A Clausius-féle egyenlőtlenség, spontán folyamatok (hűlés és kiterjedés) entrópia változása.
- Fázisátalakulások entrópiaváltozása, a Trouton-szabály. Entrópiaváltozás tökéletes gáz kiterjedése ill. a rendszer melegítése során.
- Az entrópia mérése, a Nernst-féle hőelmélet és a termodinamika III. főtétele.
- Hőerőgépek és hatásfokuk. A Carnot-ciklus.
- A hűtés energetikája. Adiabatikus demágnesezés.
- A Helmholtz- és a Gibbs- függvény bevezetése. Kapcsolatuk a maximális hasznos munkával.
- Az első és második főtétel egyesítése. A belső energia térfogatfüggése, a termodinamikai állapotegyenlet és alkalmazása tökéletes gázra.
- A Gibbs- függvény tulajdonságai a két főtétel egyesítése alapján. A Helmholtz-függvény mint a térfogat és a hőmérséklet függvénye.
- A Gibbs- függvény hőmérsékletfüggése, a Gibbs- Helmholtz egyenlet két alakja.
- A Helmholtz - függvény hőmérsékletfüggését leíró összefüggés két alakja.
- A Gibbs- függvény nyomásfüggése, tökéletes gázok kémiai potenciálja.
- Reális gázok kémiai potenciálja, a fugacitás és a nyomás kapcsolata.
- A Gibbs- függvény változása nyílt rendszerre, a kémiai potenciálok és a hasznos munka kapcsolata.
- A kémiai potenciál kapcsolata a belső energiával, az entalpiával és a szabadenergiával.
- Fázisátalakulások, fázisdiagramok. A víz, a CO2, a szén és a He fázisdiagramjának főbb tulajdonságai.
- A fázisstabilitás, a hőmérséklet hatása, külső nyomás hatására bekövetkező olvadás. Külső nyomás hatása a gőznyomásra.
- A fázishatárok meredeksége, a Clapeyron-egyenlet, alkalmazása a szilárd-folyadék határfelületre.
- Folyadék-gőz határfelület, a Clausius-Clapeyron egyenlet.
- A szilárd-gáz határfelület, fázisátalakulások osztályozása.
- A folyadékfelület tulajdonságai, felületi feszültség, görbült felületek gőznyomása, kapilláris jelenség.
- Parciális moláris mennyiségek, a Gibbs- Duhem-egyenlet.
- Az elegyedési Gibbs- függvény, elegyedési entrópia és entalpia.
- Folyadékok kémiai potenciálja, ideális és ideálisan híg elegyek.
- Két folyadék elegyedése, a többletfüggvények. Kolligatív sajátságok értelmezése. Ozmózis.
- Forráspontemelkedés. Fagyáspontcsökkenés és oldhatóság.
- Illékony folyadékelegyek, a gőznyomásgörbe. A gőz összetétele, a gőznyomás és a gőz összetételének kapcsolata.
- Forráspont-diagramok, ideális elegyek desztillálása.
- Reális elegyek forráspont-diagramjai, nem-elegyedő folyadékok desztillálása.
- Ideális és reális oldatok standard állapotai.
- Fázisok, komponensek, szabadsági fokok. A fázistörvény, alkalmazása egykomponensű rendszerre.
- Kétkomponensű rendszerek, folyadék- folyadék fázisdiagramok. Korlátozottan elegyedő folyadékok desztillációja.
- Folyadék-szilárd fázisdiagramok, eutektikumok.
- Háromkomponensű rendszerek fázisdiagramja.
- Kémiai egyensúlyok általános feltétele, a reakció Gibbs- függvény. Tökéletes gázok kémiai egyensúlya és a reakcióhányados.
- Egy általános reakció egyensúlyi állandója, a termodinamikai és a gyakorlati egyensúlyi állandók kapcsolata.
- A nyomás hatása az egyensúlyra, a Le Chatelier-elv, az összetétel változása a nyomással.
- A hőmérséklet hatása az egyensúlyra, a van't Hoff-egyenlet.
- Az egyensúlyi állandó tetszőleges hőmérsékleten történő meghatározása, a Giauque-függvények.
- Heterogén reakciók egyensúlyai, sav-bázis egyensúlyok a Brönsted-Lowry-elmélet alapján.
- A víz öndisszociációja és a pH, több-bázisú savak egyensúlyai. Pufferek és indikátorok. Sav-bázis titrálások.
- Ionok képződési függvényei és kölcsönhatásai oldatokban. Szolvatáció, ionaktivitás, aktivitási koefficiens.
- Elektrokémiai alapfogalmak, a cellareakció potenciálja és a reakció Gibbs- függvény kapcsolata. A Nernst-egyenlet.
- Elektródpotenciálok összetételfüggése, standard értéke.
- Első és másodfajú elektródok. A hidrogén elektród.
- A pH mérése, a potenciometrikus titrálás. Termodinamikai függvények elektrokémiai mérésekkel történő meghatározása.
|