Kunskapskrav

Från KFKA10
Version från den 27 november 2017 kl. 13.30 av Per (Diskussion | bidrag) (→‎Extentor (andra kursböcker men ungefär samma innehåll))
Hoppa till: navigering, sök

OBS! Denna sida är under uppbyggnad och informationen gäller inte ännu

Det här är en lista över kunskaps- och färdighetskrav för att nå godkänt (betyg 3) på KFKA10 Termodynamik och ytkemi, tillsammans med konkreta exempel på hur kraven testas på en tentamen. Jämfört med de officiella kursmålen är denna lista mer detaljerad och därför mer praktiskt användbar.

Längst ner står även några riktlinjer för högre betyg

Egenskaper för gaser

Studenten ska

  • vara säker på de grundläggande egenskaperna hos en ideal gas och

vad dessa betyder termodynamiskt (t.ex. att frånvaron av interaktio- ner gör att inre energin bara beror på temperaturen för en ideal gas).

  • veta i vilka riktningar som en gas beter sig mest idealt
  • kunna diskutera avvikelser från ideal gas med hjälp av kompressionsfaktorn Z
  • kunna utföra tillståndsberäkningar på ideal gas, samt reell gas beskriven med Z
  • kunna förklara vad som händer när en gas kondenserar, och vad som ska vara uppfyllt för att det ska ske


Första huvudsatsen

Studenten ska

  • kunna skriva upp första huvudsatsen och veta vad termerna (värmen

och arbetet) i den betyder.

  • kunna diskutera och räkna på processer utifrån första huvudsatsen
  • kunna beräkna arbetet vid processer under konstant volym eller tryck
  • kunna beräkna värmen vid processer under konstant volym eller tryck
  • kunna förstå och tolka begreppen isoterm, adiabatisk, isochor, isobarisk,

reversibel och irreversibel samt veta hur dessa utnyttjas vid beräkning av differentiella samband (t.ex. att Misslyckades med att tolka (MathML med SVG- eller PNG-återgång (rekommenderas för moderna webbläsare och tillgänglighetsverktyg): Ogiltigt svar ("Math extension cannot connect to Restbase.") från server "https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle dU=dw} för adiabatisk process, att Misslyckades med att tolka (MathML med SVG- eller PNG-återgång (rekommenderas för moderna webbläsare och tillgänglighetsverktyg): Ogiltigt svar ("Math extension cannot connect to Restbase.") från server "https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle dU=C_V\,dT} för isochor process, eller att Misslyckades med att tolka (MathML med SVG- eller PNG-återgång (rekommenderas för moderna webbläsare och tillgänglighetsverktyg): Ogiltigt svar ("Math extension cannot connect to Restbase.") från server "https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle dU=0} för isoterm expansion av en ideal gas).

  • kunna beräkna termodynamiska storheter (Misslyckades med att tolka (MathML med SVG- eller PNG-återgång (rekommenderas för moderna webbläsare och tillgänglighetsverktyg): Ogiltigt svar ("Math extension cannot connect to Restbase.") från server "https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle q} , Misslyckades med att tolka (MathML med SVG- eller PNG-återgång (rekommenderas för moderna webbläsare och tillgänglighetsverktyg): Ogiltigt svar ("Math extension cannot connect to Restbase.") från server "https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle w} , Misslyckades med att tolka (MathML med SVG- eller PNG-återgång (rekommenderas för moderna webbläsare och tillgänglighetsverktyg): Ogiltigt svar ("Math extension cannot connect to Restbase.") från server "https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle \Delta U} , Misslyckades med att tolka (MathML med SVG- eller PNG-återgång (rekommenderas för moderna webbläsare och tillgänglighetsverktyg): Ogiltigt svar ("Math extension cannot connect to Restbase.") från server "https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle \Delta S} ) för isoterm expansion/kompression av ideal gas, såväl reversibel som irreversibel
  • kunna göra kvalitativa förutsägelser om vad som händer vid adiabatiska processer



Högre betyg

För högre betyg krävs en djupare förståelse av ovanstående begrepp, samt dessutom utökade färdigheter i att hantera dem matematiskt, t.ex.

  • ställa upp samband i linjär form och utföra linjär regression på miniräknaren för att bestämma termodynamiska storheter

Dessutom krävs förmågan att kombinera olika delar av termodynamiken för att lösa mer avancerade problem, samt att man tydligt definierar vilka antaganden man gör och under vilka förutsättningar de gäller.

I ytkemin så tillkommer beräkningar med Gibbs adsorptionsekvation


För högre betyg ser tentamensuppgifterna mer ut som för den tidigare kursen KFKA01. Här nedan finns exempel:


Extentor (andra kursböcker men ungefär samma innehåll)



. Studenten måste • känna till Boltzmanns entropidefinition S =kB ln W. • kunna skriva upp andra huvudsatsen och förstå dess innebörd. • • förstå definitionerna av temperatur, tryck och kemisk potential som olika derivator av entropin. • kunna tolka signifikansen av kemiska potentialen som Gibbs partiella molära fria energi. • kunna och förstå (= varför införs de?) definitionerna av entalpi samt Helmholtz och Gibbs fria energier. • • •


Kvantmekanik och statistisk mekanik. Studenten måste • veta och förstå att alla molekylära energier är kvantiserade. 1KM, 2016-10-03 • kunna beräkna energier för translation (partikeln i lådan), rotation och vibration samt kunna de relativa storleksordningarna för dessa energier. • kunna skriva upp sambandet mellan vågfunktionen och sannolikhe- ten att hitta en partikel i ett given område (Borns tolkning). • kunna använda Boltzmanns fördelningslag för att uppskatta (relativa) sannolikheten för ett energitillstånd. • förstå bakgrunden till Boltzmanns fördelningslag (dvs att det är entro- piskt ogynnsamt att ge en molekyl mycket hög energi). • förstå betydelsen av både molekylära tillståndssumman och systemets tillståndssumma samt kunna teckna den som en summa av Boltz- mannfaktorer över kända energier (t.ex. som i bokens problem 10.1a). • kunna beräkna antalet translations-, rotations- och vibrationsfrihets- grader i valfri molekyl. • kunna uppskatta U ( T ) − U ( 0 ) , C p och C V av ideala gaser i de olika enkla temperaturgränserna, dvs när θ rot T θ vib eller T > θ vib . • kunna uppskatta S ( T ) för mono- och diatomära ideala gaser.

Enkomponentsystem

Studenten ska

  • kunna pricka in faserna (s), (l) och (g) i ett Tp-fasdiagram (alltså ett vanligt fasdiagram med tryck och temperatur på axlarna) samt veta

vad faslinjerna, trippelpunkten och kritiska punkten betyder.

  • beskriva hur ett system ser ut i en given punkt i ett Tp-fasdiagram samt

kunna beskriva hur det förändras längs en ”resa” i fasdiagrammet.

  • veta vad som menas med smältpunkt och kokpunkt (för ett givet tryck)
  • veta vilka ekvationer som används för att beräkna faslinjerna samt

principen för hur de används.

  • kunna använda den integrerade versionen av Clausius-Clapeyrons ekvation för att beräkna nya punkter på faslinjerna
  • veta relationen mellan ∆ α→β S och ∆ α→β H för fasövergången α → β

då denna sker reversibelt (t.ex. vid normala kokpunkten).


Blandningar.

Studenten måste • med säkerhet kunna teckna molbråket för ett ämne i en blandning samt kunna göra omvandlingar mellan viktsprocent och molbråk. • med säkerhet kunna omvandla mellan molbråk och partialtryck i en ideal gas. • förstå begreppen ”ideal lösning” och ”idealt utspädd” lösning. • förstå hur och varför den kemiska potentialen ändras med koncentra- tionen för ett ämne i en ideal lösning. • med säkerhet skilja på betydelsen av begreppen ”ideal gas” och ”ideal lösning”. 2KM, 2016-10-03 • kunna avgöra när Raoults och Henrys lagar är tillämpliga samt utnytt- ja dem för att beräkna ångtrycket över en blandning från sammansätt- ningen och vice versa. • förstå begreppen aktivitet och aktivitetsfaktorer samt veta hur dessa är relaterade till ångtrycket över ett ämne i en blandning. • kunna avgöra om smältpunkt och kokpunkt ökar eller minskar vid tillsats av främmande ämne samt varför ändringen sker. • förstå uppkomsten av osmotiskt tryck samt korrekt identifiera storhe- terna i ekvationen för osmotiskt tryck. Kemisk jämvikt. Studenten måste • kunna skriva upp hur kemiska potentialen beror av koncentrationen i gaser, blandningar och fasta ämnen samt välja rätt standardtillstånd beroende på om ämnet i blandningen är utspätt eller inte. • med säkerhet kunna teckna den (heterogena) termodynamiska jäm- viktskontanten K med rätt standardkoncentrationer för förekomman- de faser. • med säkerhet kunna teckna relationen mellan ∆ r μ termodynamiska jämviktskonstanten K. • kunna skilja på betydelserna av ∆ r G och ∆ r G dem som är 0 vid jämvikt. ∆ r G och den samt veta vilken av • förstå betydelsen av orden ”exoterm” och ”endoterm” samt veta hur K beror av temperaturen i det ena eller andra fallet. • kunna avgöra om en jämviktssammansättning i gasfas är tryckbero- ende eller inte utifrån reaktionens stökiometri. • Kunna relatera ∆ r H , ∆ r S och ∆ r G till varandra. 3

Hämtad från "http://klur.se/termo/index.php?title=Kunskapskrav&oldid=224"