 |
|
Цели и задачи изучения дисциплины
1.1 Цель преподавания дисциплины
Курс “Химическая термодинамика” преподается как дисциплина общей профессиональной подготовки для студентов, обучающихся на химико-металлургическом факультете СФУ по направлению 020201 Фундаментальная и прикладная химия. Этот курс является частью физической химии, которую студентам университета начинают читать в пятом семестре.
Предметом курса являются физико-химические закономерности, определяющие направление и глубину протекания химических превращений.
Целью преподавания дисциплины “Химическая термодинамика” является формирование у студентов следующих профессиональных компетенций:
· понимает роль естественных наук (химии в том числе) в выработке научного мировоззрения (ПК-2);
· использует основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применяет методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-4);
· знает основные этапы и закономерности развития химической науки, имеет представления о системе фундаментальных химических понятий и методологических аспектов химии, форм и методов научного познания, их роли в общеобразовательной профессиональной подготовке химиков (ПК-5);
· способен ориентироваться в создающихся условиях производственной деятельности и к адаптации в новых условиях (ПК-6);
· понимает необходимость и способен приобретать новые знания с использованием современных научных методов и владеет ими на уровне, необходимом для решения задач, имеющих естественнонаучное содержание и возникающих при выполнении профессиональных функций (ПК-7);
· понимает принципы работы и умеет работать на современной научной аппаратуре при проведении научных исследований (ПК-9);
· знает основы теории фундаментальных разделов химии (прежде всего неорганической, аналитической, органической, физической, химии высокомолекулярных соединений, химии биологических объектов, химической технологии) (ПК-11);
· умеет применять основные законы химии при обсуждении полученных результатов, в том числе с привлечением информационных баз данных (ПК-12);
· владеет навыками химического эксперимента, основными синтетическими и аналитическими методами получения и исследования химических веществ и реакций (ПК-13);
· понимает основные химические, физические и технические аспекты химического промышленного производства с учетом сырьевых и энергетических затрат (ПК-14);
· владеет методами регистрации и обработки результатов химических экспериментов (ПК - 15);
· понимает необходимость безопасного обращения с химическими материалами с учетом их физических и химических свойств, способен проводить оценку возможных рисков (ПК-16);
· способен на научной основе организовать свой труд, самостоятельно оценить результаты своей деятельности владеет навыками самостоятельной работы, в том числе в сфере проведения научных исследований (ПК-17);
· умеет анализировать научную литературу с целью выбора направления и методов, применяемых в исследовании по теме дипломной работы, способен самостоятельно составлять план исследования (ПК-18);
· способен анализировать полученные результаты, делать необходимые выводы и формулировать предложения (ПК-19);
· имеет опыт профессионального участия в научных дискуссиях, умеет представлять полученные в исследованиях результаты в виде отчетов и научных публикаций (стендовые доклады, рефераты и статьи в периодической научной печати) (ПК-20);
· способен определять и анализировать проблемы, планировать стратегию их решения (ПК-21);
· владеет основами делового общения, имеет навыки межличностных отношений и способен работать в научном коллективе (ПК-22);
· владеет базовыми понятиями экологической химии, способен оценить экологические риски производств и применять принципы зеленой химии при разработке химических реакций и технологических производств (ПК-23).
Цель изучения дисциплины – получение студентами базовых сведений по химической термодинамике и основным способам применения термодинамических методов для решения химических проблем, необходимых для освоения специальных дисциплин, а по окончании обучения в вузе – для грамотной, эффективной работы в сфере профессиональной деятельности.
Процесс обучения способствует формированию таких общекультурных компетенций выпускника, как умение логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь, владение развитой письменной и устной коммуникацией, включая иноязычную культуру (ОК-6); владение основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, имеет навыки работы с компьютером, как средством управления информацией (ОК-10)
1.2 Задачи изучения дисциплины формирование компетенций, которые помогут раскрыть роль термодинамики при описании макроскопических многокомпонентных систем, рассмотреть основные методы экспериментального и теоретического исследования химических и фазовых равновесий в многокомпонентных системах, использовать термодинамический метода в химических технологиях; дадут возможность студентам эффективно применять в профессиональной деятельности полученные знания, умения и навыки.
В результате изучения дисциплины студенты должны
знать:
- перспективы развития химической термодинамики как теоретической базы синтетической химии и химической технологии,
- базовую терминологию, относящуюся к химической термодинамике, основные понятия и законы термодинамики, их математическое выражение;
- роль термодинамических факторов в геологических, атмосферных процессах, биологических и технологических системах;
-основные экспериментальные и расчетные методы определения макроскопических
- характеристик системы и отдельных ее составляющих веществ;
уметь:
- применять основные законы химической термодинамики для обсуждения полученных результатов, в том числе с привлечением информационных баз данных,
- проводить физико-химический анализ процессов,
-моделировать химическое, фазовое равновесие, свойства растворов и проводить численные расчеты физико-химических величин;
- проводить оценку возможных рисков, включая экологические, на основании знания закономерностей, управляющих поведением анализируемых системы,
- работать с установками и приборами, применяемыми в аналитических и физико-химических исследованиях;
владеть навыками:
- проведения химического эксперимента, использования физико-химических методов исследования систем и процессов,
- работы на современной учебно-научной аппаратуре при проведении химических экспериментов,
- оценки основных термодинамических параметров процессов с использованием известных физико-химических моделей.
1.3 Межпредметная связь
Для изучения дисциплины “Химическая термодинамика” студентам необходимо усвоить следующие дисциплины:
- Неорганическая химия (разделы: “Основные законы химии”, “Химическая связь”, “Растворы”, “Процессы в водных растворах”);
- Физика (разделы: “Молекулярно-кинетическая теория газов”;
- Математика (разделы: “Дифференциальное исчисление”, “Интегральное исчисление”, “Обыкновенные дифференциальные уравнения и их системы”, “Теория вероятности”),
- Аналитическая химия (“Количественный анализ”).
При необходимости восполнения знаний и для получения дополнительной информации по различным дисциплинам рекомендуется следующая литература:
По математике:
1. Шипачев В.С. Высшая математика / В.С. Шипачев. – М.: Высш. школа, 2007. – 479 с.
2. Соболь Б.В. Практикум по высшей математике / Б.В. Соболь, Н.Т. Мишняков, Поркшеян . – М.: Изд-во “Феникс”, 2008. – 640 с.
3. Черненко В.Д. Высшая математика в примерах и задачах. Т. 1, 2, 3 / В.Д. Черненко. М.: Изд-во “Политехника”, 2003. – 1664 с.
4. Гюнтер Н.М. Сборник задач по высшей математике. Учебное пособие для вузов / Н.М. Гюнтер, Р.О. Кузьмин – М.: Лань, 2003. – 816 с.
5. Шипачев В.С. Задачник по высшей математике / В.С. Шипачев. – М.: Высш. школа, 2007. – 304 с.
6. Демидович Б.П. Краткий курс высшей математики / Б.П. Демидович, В.А. Кудрявцев – М.: АСТ, 2004. – 656 с..
7. Смирнов В.И. Курс высшей математики. Т. 1, 2 / В.И. Смирнов – Спб.: БХВ-Петербург, 2008.
8. Шипачев В.С. Основы высшей математики / В.С. Шипачев. – М.: Высш. школа, 2004. – 480 с.
9. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике / М.Я. Выгодский - М.: АСТ, 2006. – 992 с.
10. Лунгу К.Н. Высшая математика. Руководство к решению задач. Ч. 2 / К.Н. Лунгу, Е.В. Макаров – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. – 384 с.
11. Фадеев М.А. Элементарная обработка результатов экспериментов / М.А. Фадеев – М.: Лань, 2008. – 128 с.
По физике:
1. Ремизов А.Н. Курс физики. Учебник для вузов / А.Н. Ремизов, А.Я. Потапенко – М.: Дрофа, 2004. – 720 с.
2. Новиков С.М. Сборник заданий по общей физике / С.М. Новиков – М.: Мир и Образование, 2006. – 512 с.
3. Демидченко В.И. Физика / В.И. Демидченко – М.: Феникс, 2008. – 512 с.
4. Кириллов В.М. Решение задач по физике / В.М. Кириллов [и др.] – М.: КомКнига, 2006. – 248 с.
5. Ращиков В.И. Численные методы решения задач / В.И. Ращиков, А.С. Рошаль – М.: Лань, 2005. – 208 с.
По общей и неорганической химии:
1. Шрайвер Д. Неорганическая химия. Т. 1, 2 / Д. Шрайвер, П. Эткинс – М.: Мир, 2004. – 1168 с.
2. Третьяков Ю.Д. Неорганическая химия. Химия элементов. Т. 1, 2 / Ю.Д. Третьяков [и др.] – М.: Академкнига, 2007. – 1216 с.
3. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия / Н.С. Ахметов – М.: Высш. школа, 2005. – 744 с.
4. Ардашникова Е.И. Сборник задач по неорганической химии / Е.И. Ардашникова, Г.Н. Мазо, М.Е. Тамм – М.: Академия, 2008. – 208 с.
5. Угай Я.А. Общая и неорганическая химия / Я.А. Угай – М.: Высш. школа, 2004. – 528 с.
Рассматриваемый в курсе химической термодинамики материал является теоретической базой для изучения дисциплины “Химическая технология”, а также курсов блока “Специальные дисциплины”.