Anno di corso: 1

Crediti: 6
Crediti: 8
Crediti: 8
Crediti: 8
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale

Anno di corso: 2

Anno di corso: 3

Crediti: 8
Tipo: A scelta dello studente
Crediti: 12
Tipo: A scelta dello studente
Crediti: 12
Tipo: A scelta dello studente
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 4
Tipo: Altro

CHIMICA FISICA

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico di regolamento: 
2017/2018
Anno di corso: 
2
Anno accademico di erogazione: 
2018/2019
Tipo di attività: 
Obbligatorio
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
8
Ciclo: 
Primo Semestre
Ore di attivita' didattica: 
64
Prerequisiti: 

Analisi matematica di funzioni a più variabili

Moduli

Metodi di valutazione

Modalita' di verifica dell'apprendimento: 

L'esame di Chimica Fisica si articola in una prova scritta e un colloquio.
La prova scritta consiste nello svolgimento di tre esercizi numerici. Tipicamente il primo esercizio verte sugli aspetti fondamentali della termodinamica classica (1° e 2° principio, calcolo di lavori e calori scambiati, ecc.); il secondo è focalizzato sugli equilibri fisici (transizioni di fase, calori latenti di transizione, punti di fusione e di eboliizione, ecc.); e il terzo richiede lo studio di un equilibrio chimico (calcolo della costante di equilibrio, energie libere di reazione, ecc.) e/o di una cinetica di reazione /determinazione dell’ordine di reazione, energie di attivazione, ecc.).
Per ogni esercizio risolto in maniera corretta e completa vengono assegnati 10 punti. L'ammissione all'orale richiede un punteggio complessivo nella prova scritta non inferiore a 15 punti.
La prova orale verte sulla eventuale risoluzione degli esercizi non correttamente risolti dallo studente e sulla teoria.
La prova orale deve essere sostenuta nella stessa sessione d'esame in cui è stata sostenuta la prova scritta.

Valutazione: 
Voto Finale

Obiettivi formativi

Apprendimento dei concetti di base della termodinamica classica di equilibrio e della cinetica chimica elementare e sviluppo della capacità di analisi di semplici sistemi di rilievo in scienza dei materiali.

Contenuti

Richiami di matematica
Principio zeresimo, primo e secondo principio della termodinamica
Funzioni di stato ausiliarie
Termodinamica dei gas ed equilibri di reazione in fase gassosa
Stati di aggregazione e fasi
Cinetica chimica

Programma esteso

• RICHIAMI DI MATEMATICA: Differenziale esatto, derivate parziali, forme differenziali. Notazione.
• PRINCIPIO ZERESIMO, PRIMO E SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA: Sistemi e variabili termodinamiche. La temperatura e il principio zeresimo. Il lavoro. Energia interna e primo principio. Concetto di funzione di stato. Processi adiabaticamente possibili, naturali e reversibili. Entropia e secondo principio. Prima formulazione di un criterio di equilibrio.
• FUNZIONI DI STATO AUSILIARIE: Entalpia, energie libere di Helmholtz e di Gibbs. Proprietà e utilità delle funzioni di stato ausiliarie. Equazioni fondamentali per un sistema chiuso. Il potenziale chimico. Criterio di equilibrio. Grandezze termodinamiche ausiliarie. Determinazione delle variazioni delle funzioni termodinamiche al variare della pressione e della temperatura. Grandezze molari e grandezze molari parziali. L’equazione di Gibbs-Duhem.
• TERMODINAMICA DEI GAS ED EQUILIBRI DI REAZIONE IN FASE GASSOSA: Gas perfetto: forma del potenziale chimico ed equazione di stato. Gas reali: concetto di fugacità. Esempi numerici di determinazione delle variazioni delle funzioni termodinamiche al variare di pressione, volume e temperatura. Miscele perfette di gas. Costante di equilibrio per reazioni in fase gassosa e sua dipendenza da temperatura e pressione. Grado di avanzamento di una reazione chimica.
• STATI DI AGGREGAZIONE E FASI: La regola delle fasi per componenti che non reagiscono o che reagiscono. Equazione di Clausius-Clapeyron. Calore latente. Cenni ai diagrammi di stato ed equilibri di fase per sistemi ad un solo componente. Polimorfismo. Transizioni di fase.
• CINETICA CHIMICA: Velocità di reazione. Ordine e molecolarità delle reazioni. Le equazioni cinetiche. Effetto della temperatura sulla costante di velocità. Integrazione delle equazioni cinetiche: Integrazione dell’equazione di ordine zero, del primo ordine e del secondo ordine. Cinetica e equilibrio chimico: velocità dirette e inverse, teoria dello stato di transizione. Reazioni consecutive. Approssimazione dello stadio determinante della velocità globale. Approssimazione dello stato stazionario. Reazioni parallele.

Bibliografia consigliata

• K. Denbigh, I principi dell’equilibrio chimico, Casa Editrice Ambrosiana.
• Dispense del docente.
Gli studenti potranno fruire di strumenti di esercitazione assistita, di autovalutazione e di materiale didattico integrativo disponibili sul sito di elearning.

Modalità di erogazione

Convenzionale

Metodi didattici

Lezioni frontali in aula ed esercitazioni numeriche. Gli studenti potranno fruire di strumenti di esercitazione assistita e di autovalutazione disponibili sul sito di elearning.