Программа курса «компьютерные методы в физической химии» для специальности g 31 05 01-01 «Химия» (специализация «Физическая химия») Цель спецкурса

Вид материала

Программа курса

Содержание Курса «компьютерные методы в физической химии» Список литературы

Подобный материал:

• Рабочая программа дисциплины «физическая химия», 80.79kb.
• Методы органической химии, 158.45kb.
• Рабочая программа спецкурса «Методы органического синтеза» для специальности 020101, 103.25kb.
• Рабочая программа по дисциплине «Спектральные методы анализа» для специальности 020101, 175.88kb.
• Рабочая программа дисциплины «Физическая химия» Модуль «Химическая кинетика», 318.27kb.
• Программа спецкурса «методы расчета физико-химических свойств веществ» для студентов, 40.47kb.
• Рабочая программа дисциплины (модуля) «математический анализ», 424.74kb.
• Рабочая программа дисциплины (модуля) «Уравнения математической физики», 266.58kb.
• Рабочая программа дисциплины (модуля) «Линейная алгебра и аналитическая геометрия», 275.82kb.
• Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности 02. 00. 04 «Физическая химия», 131.13kb.

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ХИМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ


Утверждено на заседании Утверждено на заседании

методической комиссии кафедры физической химии

химического факультета

протокол №___от_________ протокол №_1_ от _01.09.2005__

Председатель метод. комиссии Зав. кафедрой физ. химии,

_________________________ ______________________________

профессор Т.Н.Воробьева В.В. Паньков


УТВЕРЖДАЮ

Декан химического факультета

__________________________

« »________________2005 г.


ПРОГРАММА

КУРСА «КОМПЬЮТЕРНЫЕ МЕТОДЫ В ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ»

для специальности G 31 05 01-01 «Химия» (специализация «Физическая химия»)


Цель спецкурса: обучить студентов использованию компьютерных методов при различных видах физико-химической деятельности.


1. Введение

Принцип действия, архитектура и возможности современных компьютеров. Операционные системы. Основные приемы работы в Windows. Характеристика приложений.


2. Математические методы физической химии

Решение уравнений методами дихотомии, итераций, касательных, хорд и секущих. Отделение корней. Проблема сходимости. Точность решения. Комплексные корни. Вычисление точек кипения по уравнению Кокса.

Системы линейных алгебраических уравнений. Метод Гаусса. Уточнение корней.

Системы нелинейных уравнений. Методы итераций, Ньютона-Рафсона. Расчет сложных химических равновесий.

Интерполяция. Понятие о сплайнах. Вычисление температуры по шкале ITS-90.

Метод наименьших квадратов и его применение в физической химии. Весовые коэффициенты. Совместная регрессия различных физико-химических величин. Масштабирование отклонений.

Метод наименьших квадратов для нелинейных задач. Представление температурной зависимости давления насыщенного пара уравнением Антуана. Определение временного порядка реакции.

Оптимизация функций. Методы золотого сечения, координатного и градиентного спуска. Линейные и квадратичные методы. Использование в методе молекулярной механики.

Матричные операции. Вычисление определителей, обратных матриц, собственных чисел и векторов. Метод Якоби.

Интегрирование. Методы прямоугольников, трапеций, Симпсона. Точность и порядки методов интегрирования. Вычисление несобственных интегралов. Вычисление Дебаевской теплоемкости.

Решение систем обыкновенных дифференциальных уравнений. Методы Эйлера и Рунге-Кутта. Моделирование кинетики сложных химических реакций.

Обратные задачи в моделировании физико-химических процессов. Определение температуры Дебая по экспериментальной теплоемкости. Определение кинетических параметров для сложных химических реакций.


3. Работа с ресурсами сети Интернет

Поиск информации в базах данных по физической химии (БД «Термические константы веществ», NIST (США), AIST (Япония) и т.д.). Использование систем поиска текстовой информации (ScienceDirect, Scircus, E-library).


Примечание


Темы лабораторных занятий

1. Работа с электронными таблицами. Обширные расчеты (экстраполяция давления насыщенного пара). Решение нелинейных уравнений (нахождение температуры кипения из уравнения Кокса).

2. Решение систем линейных и нелинейных уравнений (расчет равновесного состава в сложной системе).

3. Метод наименьших квадратов (регрессия различных экспериментальных данных). Графическое представление результатов.

4. Метод наименьших квадратов для нелинейных и нестандартных задач. (совместная регрессия данных по давлению пара и теплоемкости)

5. Интегрирование (определение порядков методов). Решение обратных задач (кинетика сопряженных реакций).

6. Работа с комплексом Mathematica. Вычисления, регрессия и графическое представление результатов (решение тех же задач альтернативными средствами).

7. Символьные операции. Решение систем алгебраических и дифференциальных уравнений (представление и решение задач формальной кинетики).

8. Internet и его химические ресурсы (ознакомление и поиск данных).

Список литературы

1. Батунер Л. М., Позин М. Е. Математические методы в химической технике. – Л.: Химия, 1971. – 824 с.
   
2. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике (Для научных работников и инженеров). – М.: Наука, 1978. – 832 с.
   
3. Скатецкий В. Г. Лекции по математике для студентов химических специальностей. – Мн.: БГУ, 2000. – 387 с.
   
4. Эберт К., Эдерер Х. Компьютеры. Применение в химии. – М.: Мир, 1988. – 416 с.
   
5. ЭВМ помогает химии / Под ред. Вернена Г., Шанона М. – Л.: Химия, 1990. – 384 с.
   

Программу составил доцент Е.В. Павлечко