Sylabus - Wydział Fizyki
Transkrypt
Sylabus - Wydział Fizyki
Sylabus WYDZIAŁ FIZYKI Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu Instytut Fizyki Zakład Teorii Ciała Stałego Stopień/tytuł naukowy Imię Nazwisko Prof. dr hab. Michał Kurzyński Kierunek studiów Specjalność Biofizyka Biofizyka molek., Fizyka med. Nazwa przedmiotu Rodzaj zajęć Termodynamika nierównowagowa wykład kursowy Liczba godzin Rok studiów/tryb III stacjonarny Semestr zimowy 30 Punkty ECTS Założenia: Zaliczenie jednosemestralnych wykładów z mechaniki, elektrodynamiki i termodynamiki, dwuletniego wykładu matematyki (równania różniczkowe zwyczajne i cząstkowe) oraz wstępu do rachunku prawdopodobieństwa. Cele: Przedstawienie podstaw termodynamiki układów otwartych i procesów relaksacyjnych, chemii fizycznej, teorii szybkości procesów kinetycznych, reakcji na zaburzenia elektryczne, magnetyczne i mechaniczne zależne od czasu, oraz elementów termodynamiki ośrodków ciągłych. Tematyka zajęć (słowa kluczowe)/ Odsetek czasu zajęć 1. Termodynamika układów złożonych (globalne i strukturalne zmienne termodynamiczne, stan częściowej równowagi termodynamicznej, siły termodynamiczne sprzężone ze zmiennymi strukturalnymi, układy otwarte: stany stacjonarne i samoorganizujące się, współczynniki kinetyczne i ich interpretacja statystyczna, prędkość nierównowagowych procesów termodynamicznych) – 20 % 2. Kinetyka reakcji chemicznych (chemiczne równanie stanu dla reakcji jednocząsteczkowej, równanie kinetyczne, zależność strumień-siła, transport przez półprzepuszczalne błony, dwie kolejne reakcje: przybliżenie stanu stacjonarnego) – 15 % 3. Reakcje protolizy i redukcji-utleniania (dwucząsteczkowe reakcje wymiany, wydzielenie procesu transportu elektronów i protonów w maszynach elektrochemicznych, pH, pKa, potencjał redukcji, miareczkowanie) – 15 % 4. Szybkość reakcji chemicznych (teoria fenomenologiczna, ograniczoność teorii stanu przejściowego, teorie stochastyczne, przedeksponencjalny etap reakcji, kataliza enzymatyczna, kinetyka Michaelisa-Menten) – 15 % 5. Podatność dynamiczna (efekty pamięci w podatnościach i współczynnikach kinetycznych, czasowa transformacja Fouriera i jej sens fizyczny, relaksacja elektryczna i magnetyczna, rezonans, ośrodki lepko-sprężyste) – 15 % 6. Elementy termodynamiki ośrodków ciągłych (gęstości zmiennych termodynamicznych, równanie bilansu i ciągłości, równanie dyfuzji, równania Eulera i ich linearyzacja, wprowadzenie do nieliniowych równań Navier-Stokesa i dyfuzji w polu potencjału PoissonaBoltzmanna, dynamika Browna) – 20 % Sposoby oceny pracy studenta Udział w ocenie końcowej ocena ciągła (bieżące przygotowanie do zajęć i aktywność) śródsemestralne kolokwia pisemne/ustne 20 % końcowe zaliczenie pisemne/ustne 70 % egzamin pisemny egzamin ustny 10 % kontrola obecności Praca końcowa semestralna/roczna inne: Literatura obowiązkowa M. Kurzyński, Stan termodynamiczny, Procesy termodynamiczne, Reakcje chemiczne, Podatność dynamiczna, Elementy termodynamiki ośrodków ciągłych – wybrane rozdziały przygotowywanego skryptu Podstawy termodynamiki dostępne w witrynie internetowej Literatura dodatkowa 1. D. Kondepudi, I. Prigogine, Modern Thermodynamics, Wiley, Chichester, 1998. 2. M. Kurzynski, The Thermodynamic Machinery of Life, Springer, Berlin 2006.