Calore, lavoro, energia interna, entalpia, entropia, energia libera di Gibbs e di Helmholtz. Primo, secondo e terzo principio della termodinamica. Gas ideali e reali. Diagrammi di stato. Regola delle fasi. Equazione di Clausius-Clapeyron. Termochimica. Calorimetria. Il potenziale chimico. Transizioni di fase. Le soluzioni ideali. Le proprietà colligative. Equilibrio chimico, equazione di van't Hoff. La viscosità. La tensione superficiale. Esercitazioni numeriche e pratica di laboratorio
"CHIMICA FISICA", P. Atkins, J. De Paula
Ed. Zanichelli
"CHIMICA FISICA", D.A. McQuarrie, J. D. Simon; Ed. Zanichelli
"SPONTANEAMENTE. ESERCIZI RISOLTI DI CHIMICA FISICA", P. Lo Nostro, N. Peruzzi; Ed. Firenze University Press
Obiettivi Formativi
Acquisire i concetti fondamentali della Chimica Fisica di base, e apprendere l'approccio chimico-fisico al lavoro sperimentale.
Prerequisiti
Matematica I, Fisica sperimentale, Chimica generale ed inorganica e Laboratorio di Chimica generale ed inorganica.
Metodi Didattici
Lezioni frontali/a distanza. Esercitazioni numeriche e teoriche sugli argomenti del corso svolte con i docenti. Esercitazioni pratiche di laboratorio.
Altre Informazioni
Vedere alla pagina Moodle del corso
Modalità di verifica apprendimento
Prova scritta e esame orale.
Programma del corso
Primo principio della termodinamica, calore e lavoro; capacità termiche Cp e Cv. Funzioni di stato. Energia interna. Gas ideali. Trasformazioni reversibili ed irreversibili. Processi isotermi, isobari, isocori, adiabatici. Relazione di Meyer. Entalpia. Grandezze intensive ed estensive. I gas reali, equazione di van der Waals. Teoria cinetica di gas ideali. Sistemi aperti, chiusi, isolati; eterogenei ed omogenei; nozione di fase secondo Gibbs. Entropia. Secondo principio della termodinamica. Energia libera di Gibbs e di Helmoltz. Terzo principio della termodinamica. Diagrammi di stato. Diagrammi p-V, isoterma critica, campana di Andrews. Regola delle fasi di Gibbs. L'equazione dell'energia. L'equazione di Clausius-Clapeyron. L'equazione di Gibbs-Helmoltz. Leggi di Hess e Kirchhoff. Termochimica. Calorimetria. Il potenziale chimico. Potenziale chimico e transizioni di fase. Transizioni di fase del I e II ordine. Le soluzioni ideali. Le proprietà colligative. Legge di Raoult. Legge di Henry. Soluzioni elettrolitiche. Equilibrio chimico ed equazione di van't Hoff. La viscosità: flusso viscoso, legge di Poiseuille, dipendenza dalla temperatura, viscosimetri. La tensione superficiale, i tensiometri, tensioattivi e self-assembly.
Esercizi numerici di termodinamica.
Esperienze di laboratorio: indice di cristallinità di un polimero tramite DSC, entalpia di soluzione di sali, calore specifico di un solido, determinazione quantitativa della CO2 liberata nella reazione tra un carbnato e un acido.