Geum.ru

Темы лекций Кол-во аудиторных часов 1

Вид материалаЛекции

Содержание


Органическая химия
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7

ФИЗИКА



(для групп Ф_12, 14, 15, 16, 18, О-18, ЕН-11)


ЛЕКЦИИ


Лекция 1. Предмет физики. Роль курса физики в химико-технологическом вузе. Механика как раздел физики. Кинематика материальной точки. Система отсчета. Векторная и координатная формы описания движения материальной точки. Перемещение, скорость, ускорение. Проекции перемещения, скорости и ускорения на координатной оси. Кинематическое уравнение равноускоренного движения. Поступательное движение твердого тела. Кинематика материальной точки, движущейся по криволинейной траектории. Нормальное ,тангенциальное и полное ускорения .

Лекция 2. Предмет динамики. Инерциальные системы отсчета. Первый закон Ньютона. Масса. Сила. Принцип независимости (суперпозиции) действия сил. Уравнения движения в векторной и координатной формах. Третий закон Ньютона. Понятие о фундаментальных силах. Силы в механике. Силы упругости. Закон Гука. Гравитационные силы. Закон всемирного тяготения. Принцип эквивалентности. Силы трения. Эмпирические законы сухого и вязкого трения. Преобразования Галилея. Принцип относительности Галилея.

Механическая система частиц. Понятие о состоянии частицы и состоянии системы частиц в классической механике. Внешние и внутренние силы. Замкнутая система. Центр масс (инерции) механической системы и закон его движения. Импульс частицы, системы частиц (полный импульс системы). Закон сохранения импульса.

Лекция 3. Работа постоянной и переменной силы. Мощность. Поле сил. Консервативные силы. Центральные силы и их консервативный характер. Энергия как функция состояния системы. Кинетическая энергия. Теорема об изменении кинетической энергии. Потенциальная энергия. Связь силы с изменением потенциальной энергии. Потенциальная энергия упругого и гравитационного взаимодействия. Закон сохранения энергии в механике. Потенциальные кривые межмолекулярного взаимодействия (потенциал Ленард-Джонса). Понятие о внутренней энергии. Закон сохранения энергии в природе.

Лекция 4. Вращательное движение твердого тела. Кинематические характеристики вращательного движения, угловое перемещение, угловое перемещение, угловая скорость, угловое ускорение и их связи с соответствующими линейными характеристиками. Динамика вращательного движения твердого тела относительно оси. Момент силы и момент импульса относительно оси. Основной закон динамики вращательного движения.

Лекция 5. Момент инерции материальной точки и твердого тела. Теорема Штейнера. Кинетическая энергия тела, вращающегося относительно неподвижной оси. Закон сохранения момента импульса . Понятие о моменте силы и моменте импульса относительно точки. Жесткий ротатор как модель двухатомной молекулы. Приведенная масса. Приведенный момент инерции. Гироскоп. Прецессия гироскопа.

Лекция 6. Кинематика гармонических колебаний. Амплитуда, циклическая частота и фаза гармонических колебаний. Скорость и ускорение при гармонических колебаниях. Векторная диаграмма. Комплексное представление гармонических колебаний. Сложение колебаний одного направления и одинаковой частоты. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний. Динамика гармонических колебаний. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний. Энергия гармонических колебаний. Примеры свободных колебательных систем: пружинный маятник, математический маятник, физический маятник. Двухатомная молекула как линейный гармонический осциллятор.

Лекция 7. Понятие о затухающих и вынужденных колебаниях. Дифференциальное уравнение затухающих колебаний. Зависимость амплитуды колебаний от времени. Коэффициент затухания. Логарифмический декремент затухания. Вынужденные колебания. Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний. Зависимость амплитуды вынужденных колебаний от частоты изменения вынуждающей силы. Механический резонанс. Резонансная частота. Резонансная амплитуда.

Лекция 8. Волновое движение. Волны продольные и поперечные. Волновая поверхность. Фронт волны. Плоская и сферическая волна. Скорость распространения колебаний в среде. Уравнение плоской бегущей волны в тригонометрической и комплексной формах. Длина волны. Волновое число. Графическое изображение волны. Дифференциальное волновое уравнение. Понятие о фазовой и групповой скорости. Энергия, переносимая волной. Поток энергии. Плотность потока энергии. Принцип суперпозиции волн. Стоячая волна. Узлы и пучности стоячей волны.

Лекция 9. Предмет молекулярной физики. Статистический и термодинамический методы. Основные положения молекулярно-кинетической теории. Размеры и сечение столкновения молекул. Число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул. Их зависимости от давления температуры и размеров молекул. Число Ван-дер-Ваальса. Число Кнудсена.Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа. Молекулярно-кинетическое толкование абсолютной температуры. Идеальный газ в силовом поле. Распределение Больцмана и его общефизический смысл. Барометрическая формула.

Лекция 10. Случайные величины и их описание. Функция распределения. Связь функции распределения с вероятностью. Условия нормировки. Среднее значения. Среднее по времени и статистически среднее. Понятие о флуктуациях. Распределение Максвелла. Функция распределения молекул по абсолютным значениям скорости. Вероятнейшая, средняя арифметическая и средняя квадратичная скорости молекул. Молекулярные потоки. Число ударов молекул о стенку. Распределение молекул по кинетическим энергиям их поступательного движения. Графики функций распределения по скоростям и энергиям.

Лекция 11. Термодинамический метод в физике. Параметры, характеризующие состояние макросистемы: объем, давление, температура. Равновесные состояния. Нулевое начало термодинамики. Внутренняя энергия. Количество теплоты. Работа, совершаемая термодинамической системой. Теплоемкость системы. Удельная и молярная теплоемкости. Первое начало термодинамики и его применение к изопроцессам в идеальных газах. Теплоемкость при постоянном давлении. Энтальпия. Адиабатный процесс. Уравнение адиабаты. Политропический процесс. Число степеней свободы. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы молекул. Внутренняя энергия идеального газа. Классическая молекулярно-кинетическая теория теплоемкости идеального газа. Связь числа степеней свободы с показателем адиабаты.

Лекция 12. Понятие о равновесных процессах. Обратимые и необратимые процессы. Циклы. Цикл Карно. Второе начало термодинамики. Понятие об энтропии и её статистическое толкование. Возрастание энтропии при необратимых процессах.

Лекция 13. Понятие о релаксационных процессах и времени релаксации. Явления переноса. Перенос на трех уровнях: макроскопическом, молекулярном и квантовом. Перенос энергии, импульса и массы на молекулярном уровне. Теплопроводность. Закон Фурье. Коэффициент теплопроводности идеального газа. Внутреннее трение (вязкость). Закон Ньютона. Коэффициент динамической вязкости.

Лекция 14. Диффузия. Закон Фика. Коэффициент молекулярной диффузии. Связь коэффициентов теплопроводности, вязкости и диффузии идеального газа и их зависимости от давления, температуры и размеров молекул. Классификация течений идеального газа в зависимости от числа Кнудсена. Особенности явлений переноса в ультраразреженных газах. Понятие об эффузии. Тепловое движение молекул в жидкости. Время оседлой жизни молекул. Диффузия в жидкости. Зависимость коэффициента диффузии от температуры. Вязкость жидкости. Зависимость коэффициента вязкости от температуры.

Лекция 15. Реальный газ. Понятие о ван-дер-ваальсовых силах. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Другие уравнения состояния реального газа. Фазовая диаграмма жидкость-газ. Фазовые переходы. Насыщенный пар. Метастабильные состояния.

Лекция 16. Критическое состояние. Критические параметры и их выражение через постоянные Ван-дер-Ваальса. Приведенное уравнение Ван-дер-Ваальса. Закон соответственных состояний. Внутренняя энергия реального газа. Адиабатные процессы в реальных газах. Эффект Джоуля-Томсона.Точка инверсии. Кривая инверсии.


СЕМИНАРЫ


Занятия 1-2. Некоторые сведения о системе единиц. Порядок решения физических задач. Кинематика. Векторная и координатная формы описания движения материальной точки. Кинематические уравнения движения. Криволинейное движение. Нормальное и тангенциальное ускорения.


На зан. 1. Решение задач (ауд.): § 1 (10,23,26).

К зан.2. Решение задач (дома): § 1 (12,20,27,30,45). Домашняя контрольная работа по теме занятий 1-2 (срок исполнения – одна неделя).


Занятия 3-4. Динамика. Законы движения материальной точки и поступательного движения твердого тела. Движение тела под действием переменной силы. Движение тела переменной массы.

К зан. 3. Решения задач (дома): § 2 (3,6,13,15,20); Ауд. § 2 (11, 16, 17).

К зан.4. Решение задач (дома): § 2 (23,26,27, 28,29) Ауд . § 2 (30,32). Аудиторная контрольная работа по теме занятий 3-4 .


Занятия 5-6. Закон сохранения импульса. Закон сохранения энергии. Неупругое и упругое столкновение частиц.

К зан. 5. Решение задач (дома): § 2 (36,39,64,74,76); Ауд.: § 2 (77,79,80).

К зан.6. Решение задач (дома): § 2 (811,82,83,84). Ауд.: § 2 (87,89).


Занятия 7-8. Кинематика и динамика вращательного движения. Основной закон динамики вращательного движения. Момент инерции. Закон сохранения момента импульса. Кинетическая энергия тела, вращающегося вокруг неподвижной оси.

К зан.7. Решение задач (дома): § 1 (57,60); § 3 (5, 11, 13). Ауд.: § 3 (19,22,24)

К зан. 8. Решение задач (дома): § 3 (25, 29, 30,34,35). Ауд.: § 3 (3, 52,54). Аудиторная контрольная работа по теме занятий 5-6 и 7-8.


Занятия 9-10. Кинематика и динамика гармонических колебаний. Сложение колебаний. Физический маятник.


К зан.9. Решение задач (дома): § 6 (4,20,25,33,37). Ауд.: § 6 (46,53,54).

К зан. 10. Решение задач (дома): § 6 (44,48,50,51,55). Ауд.: § 6 (58,61,63).

Аудиторная контрольная работа по теме занятий 9 и 10.


Занятия 11-12. Распределение Больцмана. Барометрическая формула. Распределение Максвелла.

К зан. 11. Решение задач (дома): § 10 (1,4,7,16,17). Ауд.: § 10 (9,10,19).

К зан. 12. Решение задач (дома): § 10 (18,20,26,34,35). Ауд.: § 10 (36,40,42).

Аудиторная контрольная работа по теме занятий 11 и 12.


Занятия 13-14. Первое начало термодинамики . Теплоемкость идеального газа. Второе начало термодинамики. Энтропия.

К зан. 13. Решение задач (дома): § 11 (31,42,49,7,9). Ауд.: § 11 (29,39,14).

К зан.14. Решение задач (дома)): § 11 (51, 62, 69, 70, 71). Ауд.: § 11 (59,66,74).

Аудиторная контрольная работа по теме занятий 13 и 14.


Занятия 15-16. Явления переноса. Средняя длина свободного пробега молекул. Теплопроводность, вязкость, диффузия.

К зан. 15. Решение задач (дома): § 10 (48,49,51,53,54). Ауд.: § 10 (55,66,68).

К зан. 16. Решение задач (дома): § 10 (56,57,70,71,72). Ауд.: § 10 (77,78,79).

Аудиторная контрольная работа по теме занятий 15-16.


К последнему (итоговому) семинару студент должен представить преподавателю, ведущему семинарские занятия, маршрутный лист с оценкой (в баллах) за проделанные лабораторные работы и тетрадь с контрольными работами и со всеми решенными домашними задачами в соответствии с учебным планом. Решение задач должно быть аккуратно записано и содержать:

1) Рисунок (чертеж, график, схему), поясняющие физическое содержание задачи;

2) Решение задачи в общем виде (т.е. в буквенном выражении);

3) Проверку единиц измерения в полученном выражении;

4) Перевод в единицы СИ величин, заданных в условии задачи;

5) Расчетную формулу с подставленными числовыми значениями физических величин, промежуточными вычислениями (детали вычислений) и числовой ответ, содержащий, как правило, три значащие цифры с указанием единиц измерения. Ответ должен быть записан как в стандартной форме, так и с использованием (если это возможно) кратных и дольных приставок.

На итогом семинаре преподаватель, ведущий семинарские занятия, проставляет в ведомость суммарный рейтинговый балл за работу в семестре (домашние задания, работа на семинаре, контрольные работы, лабораторные работы).


ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ


Цели и задачи дисциплины


Программа составлена в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта (ГОС ВПО) для направлений подготовки 240700 – «Химическая технология», «Биотехнология» и 241000 – «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии», рекомендаций методической секции Ученого совета и накопленного опыта преподавания предмета кафедрой органической химии РХТУ им. Д.И. Менделеева. Программа рассчитана на изучение курса в течение одного семестра.

Цель курса органической химии является приобретение студентами знаний о строении органических соединений, основных химических свойствах различных классов органических соединений и методах их получения, как промышленных, так и лабораторных.

Задача изучения курса органической химии сводится к:

– формированию представлений о теоретических основах современной органической химии, о физических и химических свойствах, методах получения различных классов органических соединений;

– приобретению навыков применения теоретических законов к решению практических задач химической технологии органических веществ.

Цели и задачи курса достигаются с помощью:

- ознакомления студентов с основными теоретическими представлениями органической химии,

- ознакомления с химическими свойствами основных классов органических соединений, включая гетероциклические, элементоорганические и биоорганические соединения,

- обучения основным методам планирования синтеза органических соединений на основе полученных знаний об основных химических свойствах классов органических соединений,

- обучения основным методам идентификации органических соединений как по совокупности химических свойств, так и включая спектральные методы исследования органических соединений.