Фазовые переходы в гетерогенных средах

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Физико-технический институт
Кафедра моделирования физических процессов и систем
Пилипенко В.А.
ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ В ГЕТЕРОГЕННЫХ СРЕДАХ
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов направления
28.03.01 Нанотехнологии и микросистемная техника,
очная форма обучения
Тюменский государственный университет
2015 г.
Пилипенко В.А. Фазовые переходы в гетерогенных средах. Учебно-методический
комплекс. Рабочая программа для студентов направления 28.03.01 Нанотехнологии и микросистемная техника, форма обучения очная. Тюмень: Издательство Тюменского государственного университета, 2015, 17 стр.
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВО с учетом рекомендаций и ПрОП ВО по направлению и профилю подготовки.
Рабочая программа дисциплины (модуля) опубликована на сайте ТюмГУ: «Фазовые
переходы в гетерогенных средах» [электронный ресурс] / Режим доступа:
http://www.umk3plus.utmn.ru., свободный.
Рекомендовано к изданию кафедрой моделирования физических процессов и систем.
Утверждено и.о.директора Физико-технического института.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: заведующий кафедрой моделирования физических процессов и систем Пилипенко В.А., к.ф.-м.н., доцент
© Тюменский государственный университет, 2015.
© Пилипенко В.А., 2015.
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа включает следующие разделы:
1. Пояснительная записка, которая содержит:
1.1. Цели и задачи дисциплины (модуля)
Целью дисциплины является изучение фазовых превращений в гетерогенных средах,
что является актуальным при разработке месторождений нефти и газа.
Задачи учебного курса:
– познакомить студентов с состоянием как теоретического, так и экспериментального
изучения фазовых переходов в гетерогенных средах;
– познакомить студентов с многокомпонентными системами природных углеводородов;
– познакомить студентов с основами термодинамики многокомпонентных систем;
– познакомить студентов с фазовыми диаграммами двухкомпонентных и трехкомпонентных систем;
– продемонстрировать применение рассмотренных методов к расчету парожидкостного равновесия в многокомпонентных системах.
Место дисциплины в структуре образовательной программы
Дисциплина «Фазовые переходы в гетерогенных средах» – это дисциплина по выбору,
которая входит в вариативную часть Блока 1. Дисциплины.
Для ее успешного изучения необходимы знания и умения, приобретенные (или приобретаемые параллельно) в результате освоения предшествующих дисциплин: «Математический анализ», «Векторный и тензорный анализ», «Дифференциальные уравнения», «Термодинамика».
Освоение дисциплины «Фазовые переходы в гетерогенных средах» необходимо для
постановки задач и изучения гетерогенных сред, а также для подготовки и написания выпускной квалификационной работы.
Таблица 1.
Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
п/
п
Наименование
№
обеспечиваемых (последующих) дисциплин
Темы дисциплины необходимые для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1
2
1.
Методы анализа и
контроля наноструктурированных материалов и систем
+
+
2.
Моделирование и
проектирование
микро- и наносистем
+
+
3
4
5
+
+
+
+
1.3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения данной образовательной программы.
В результате освоения ОП выпускник должен обладать следующими компетенциями:
- способность проводить физико-математическое моделирование исследуемых процессов
нанотехнологии и объектов нано- и микросистемной техники с использованием современных
компьютерных технологий (ПК-1)
- готовность рассчитывать и проектировать основные параметры наноструктурных материалов различного функционального назначения (ПК-6)
1.4. Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине:
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
 Знать:
– основные понятия теории фазовых переходов;
– основные понятия, связанные с гетерогенными средами;
– методы термодинамики гетерогенных сред;
– фазовые диаграммы сложных систем;
– уравнения состояния многокомпонентных систем;
– основные задачи теории фазовых переходов в гетерогенных средах.
 Уметь:
– применять основные понятия и законы теории фазовых переходов при решении задач;
– исследовать полученные результаты на приближенных моделях;
– понимать и критически анализировать информацию данной проблематики, которая
появляется в научной литературе;
– излагать результаты своих исследований.
 Владеть:
– навыками работы в рамках изучаемых методов;
– проблематикой и математическим аппаратом теории фазовых переходов.
2. Структура и трудоемкость дисциплины.
Семестр 8. Форма промежуточной аттестации: зачет и контрольная работа. Общая
трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единиц, 108 академических часов, из них
50 часов, выделенных на контактную работу с преподавателем (2,0 часа -иные виды работ),
58,0 часов, выделенных на самостоятельную работу.
3. Тематический план
Таблица 2.
1.
2.
3.
1.
2.
Модуль 2
Уравнения состояния гетерогенных
систем.
Задачи, методы и алгоритмы расчета
4
5
6
3
Самостоятельная работа*
Лабораторные
занятия*
2
Модуль 1
Гетерогенные среды. Многокомпонентные системы природных углеводородов.
Основы термодинамики гетерогенных
систем.
Фазовые диаграммы двухкомпонентных и трехкомпонентных систем.
Всего
Семинарские
(практические)
занятия*
1
Виды учебной работы и самостоятельная работа, в час.
Лекции*
Тема
недели семестра
№
Ито
го
часов
по
теме
Из
них
в
интер
ак
8
9
7
1
2
2
4
2-3
4
4
12
20
4
4-6
6
6
18
30
4
12
12
30
54
8
7-9
6
6
12
24
2
10-
6
6
18
30
2
Ито
го
количеств
о
бал
лов
10
010
020
020
050
020
0-
парожидкостного равновесия в многокомпонентных системах.
Всего
12
30
Итого (часов, баллов):
12
12
30
54
4
24
24
60
108
12
050
0–
100
*с учетом иных видов работы
4. Виды и формы оценочных средств в период текущего контроля
Таблица 3.
0-4
0-1
0-2
0-8
0-3
0-4
Модуль 2
1.Уравнения
состояния
гетерогенных
систем.
2.Задачи, методы и алгоритмы расчета парожидкостного
равновесия в
многокомпонентных системах.
Всего
0-4
0-1
0-2
Итого
012
010
-
другие формы
0-5
-
Информационные системы и
технологии
электронные
практикум
-
-
комплексные
ситуационные
задания
0-1
программы
компьютерного
тестирования
контрольная
работа
0-4
Технические
формы контроля
эссе
Lдомашнее задание
0-7
реферат
ответ на семинаре
0-2
собеседование
0-1
коллоквиумы
Модуль 1
1.Гетерогенн
ые среды.
Многокомпонентные
системы природных углеводородов.
2.Основы
термодинамики гетерогенных систем.
3.Фазовые
диаграммы
двухкомпонентных и
трехкомпонентных систем.
Всего
Письменные работы
тест
Устный опрос
№ темы
-
Итого количество
баллов
Виды и формы оценочных средств в период текущего контроля
0 – 10
0 – 20
0-3
010
0-20
0-3
020
0-50
0-3
010
0-20
015
0-30
025
045
0-50
0-5
0-2
0-1
0-2
0-5
0-9
0-2
0-2
0-4
0-5
0-3
017
0-2
0-5
0-8
017
0-6
0 – 100
5. Содержание дисциплины.
Тема 1. Гетерогенные среды. Многокомпонентные системы природных углеводородов.
Введение. Нефти и природные газы. Понятие гетерогенной системы. Компоненты нефтей и
природных газов. Состав много компонентной системы. Примеры природных газов и
нефтей.
Тема 2. Основы термодинамики гетерогенных систем.
Основные понятия и определения. Уравнение первого закона термодинамики. Второй закон
термодинамики. Энтропия. Объединенное уравнение первого и второго законов термодинамики. Термодинамические потенциалы. Условия равновесия для различных случаев сопряжения термодинамической системы с окружающей средой. Химический потенциал. Условия
термодинамического равновесия гетерогенных систем. Уравнение Гиббса-Дюгема. Степени
свободы равновесной термодинамической системы. Идеальный газ, смеси идеальных газов.
Летучесть и коэффициент летучести. Идеальный раствор. Закон Рауля.
Тема 3. Фазовые диаграммы двухкомпонентных и трехкомпонентных систем.
Чистые вещества и их фазовые диаграммы. Двухкомпонентные системы: фазовая диаграмма
«давление-удельный объем», фазовая диаграмма « давление-состав», фазовая диаграмма «
давление-температура». Трехфазные системы. Трехфазное равновесие в двух и трехкомпонентных системах. Классификация фазовых диаграмм.
Тема 4. Уравнения состояния гетерогенных систем.
Основные виды уравнений состояния. Уравнение Ван-дер-Ваальса. УравнениеРедлихаКвонга и его модификации. Уравнение Соаве-Редлиха-Квонга. Уравнение Пенга-Робинсона
и его модификации. Уравнение состояния нефтей и природных газов на основе обобщенного
вида кубического уравнения состояния: форма уравнения и его коэффициенты; формулы для
чистых веществ: формулы для смесей; определение параметров уравнения состояния для чистых веществ; определение параметров уравнения состояния для смесей.
Тема 5. Задачи, методы и алгоритмы расчета парожидкостного равновесия в
многокомпонентных системах.
Коэффициенты распределения компонентов двухфазной системы. Уравнения фазовых концентраций двухфазных систем. Стабильность фазового состояния. Расчет двухфазного равновесия пар-жидкость смеси заданного состава: постановка задачи; решение методом последовательных приближений; решение методом Ньютона. Расчет давления начала конденсации
смеси заданного состава: постановка задачи; решение методом последовательных приближений; решение методом Ньютона. Расчет давления начала кипения: постановка задачи; решение методом последовательных приближений; решение методом Ньютона. Подход к решению задач многофазного равновесия. Задачи и алгоритмы расчета парожидкостного равновесия в многокомпонентных системах, содержащих воду.
1. Планы семинарских занятий.
Тема 1. Гетерогенные среды. Нефти и газы (2 часа).
Тема 2. Основные методы термодинамики сложных систем (6 часов).
Тема 3. Фазовые диаграммы чистых компонент. Фазовые диаграммы различных смесей. Способы смешивания (6 часов).
Тема 4. Уравнения состояния гетерогенных систем (4 часа).
Тема 5. Задачи, методы и алгоритмы расчета парожидкостного равновесия в многокомпонентных системах (6 часов).
7. Темы лабораторных работ (Лабораторный практикум).
Лабораторные работы не предусмотрены учебным планом.
8. Примерная тематика курсовых работ
Курсовые работы не предусмотрены учебным планом
9. Учебно-методическое обеспечение и планирование самостоятельной работы студентов.
Таблица4.
Планирование самостоятельной работы студентов
№
Модули и темы
Модуль 1
1.1
Гетерогенные среды. Многокомпонентные системы природных углеводородов.
Виды СРС
обязательные
дополнительные
1. Работа с
учебной литературой.
Неделя
семестра
Объем
часов
Кол-во
баллов
1
2
0-3
2-3
10
0-15
5-6
18
0-15
30
0-33
12
0-15
2. Выполнение
домашнего
задания.
3. Проработка
лекций
1.2
Основы термодинамики гетерогенных систем.
1. Работа с
учебной литературой.
2. Выполнение
домашнего
задания.
3. Проработка
лекций
1.3
Фазовые диаграммы двухкомпонентных и трехкомпонентных систем.
1. Работа с
учебной литературой.
2. Выполнение
домашнего
задания.
3. Проработка
лекций
Всего по модулю 1:
Модуль 2
2.1
Уравнения состояния гетерогенных систем.
1. Работа с
учебной литературой.
2. Выполнение
домашнего
7-8
задания.
3. Проработка
лекций
2.2
Задачи, методы и алгоритмы
расчета парожидкостного
равновесия в многокомпонентных системах.
1. Работа с
учебной литературой.
9-11
18
0-15
30
60
0-30
0-63
2. Выполнение
домашнего
задания.
3. Проработка
лекций
Всего по модулю 2:
ИТОГО:
*с учетом иных видов работ
10.Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации по итогам
освоения дисциплины (модуля).
10.1 Перечень компетенций с указанием этапов их формирования в процессе освоения
образовательной программы (выдержка из матрицы компетенций):
В процессе изучения дисциплины формируются следующие компетенции:
- способность проводить физико-математическое моделирование исследуемых процессов
нанотехнологии и объектов нано- и микросистемной техники с использованием современных
компьютерных технологий (ПК-1)
- готовность рассчитывать и проектировать основные параметры наноструктурных материалов различного функционального назначения (ПК-6)
семестр
Б1.Б.21
Способность проводить физико-математическое моделирование исследуемых
процессов нанотехнологии и объектов нано- и микросистемной техники с использованием современных компьютерных технологий
Физические основы микро- и наносистемной техники
Б1.Б.26
Физико-химические основы процессов микро- и нанотехнологий
8
Б1.Б.28
Моделирование и проектирование микро- и наносистем
8
Б1.В.ОД.13
Электродинамика
5
Б1.В.ОД.14
Квантовая теория
6
Б1.В.ОД.15
Физика конденсированного состояния
7
Б1.В.ОД.16
Термодинамика
7
Б1.В.ОД.19
Тепломассоперенос
7
Б1.В.ДВ.4.1
Вычислительная физика
4
Б1.В.ДВ.6.2
Методы моделирования физических процессов
6
Б1.В.ДВ.8.1
Прикладная термодинамика
7
Б1.В.ДВ.8.2
Гидродинамика
7
Б1.В.ДВ.9.2
Микро- и нанофлюидика
7
Б1.В.ДВ.10.1
Рентгеноструктурный и рентгенофазовый анализ
8
Б1.В.ДВ.10.2
Фазовые переходы в гетерогенных средах
8
Готовность рассчитывать и проектировать основные параметры наноструктурных материалов различного функционального назначения
семестр
Б1.Б.23
Материаловедение нано-структурированных материалов
5-6
Б1.Б.27
Методы анализа и контроля нано-структурированных материалов и систем
8
Б1.В.ДВ.5.1
Термодинамические свойства наноструктур
6
ПК-1
ПК-6
5
Б1.В.ДВ.5.2
Магнитные свойства наноструктур
6
Б1.В.ДВ.6.1
Физика твердого тела
6
Б1.В.ДВ.7.1
Методы измерений микро- и наноструктур материалов
7
Б1.В.ДВ.8.1
Прикладная термодинамика
7
Б1.В.ДВ.10.1
Рентгеноструктурный и рентгенофазовый анализ
8
Б1.В.ДВ.10.2
Фазовые переходы в гетерогенных средах
8
10.2 Описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных этапах
их формирования, описание шкал оценивания:
Таблица 5.
Код компетенции
Карта критериев оценивания компетенций
ПК-1
Критерии в соответствии с уровнем освоения ОП
пороговый
(удовл.)
61-75 баллов
базовый
(хор.)
76-90 баллов
повышенный
(отл.)
91-100 баллов
Знает:
основные понятия и законы
термодинамики
и физики
сплошных сред.
Имеет понятия о
гетерогенных
средах и фазовых переходах в
них.
Знает:
основные понятия и законы
термодинамики,
физики сплошных сред и теорию фазовых
переходов в гетерогенных средах.
Знает:
основные понятия и законы
термодинамики
и физики
сплошных сред.
Знает теорию
гетерогенных
сред и фазовых
переходах в них.
Виды занятий
(лекции, семинар
ские, практические, лабораторные)
Лекции, практические (семинарские) занятия, самостоятельная работа
студентов.
Оценочные
средства (тесты, творческие работы,
проекты и др.)
Вопросы семинарских занятий; контрольные работы;
коллоквиумы;
экзаменационные вопросы.
Умеет:
выполнять
простые математические
расчёты для
решения стандартных задач,
может выполнять по инструкции
нахождение
отдельных величин при решении профессиональных
задач.
Умеет: выполнять математические расчёты
для нахождения
механических
величин на основе стандартных и найденных в рекомендованных источниках формул и уравнений; применять
основные законы и модели из
области теоретической механики для решения профессиональных задач.
Владеет: навыками выполнения типовых
расчётов простых механических моделей в
различных формулировках механики; методами использования отдельных
знаний из области теоретической механики
для решения
профессиональных задач.
Владеет: навыками выполнения расчётов
механических
систем, методами создания,
анализа и расчёта простых математических
моделей механических систем; методами
использования
основных законов и моделей
из области теоретической механики для решения профессиональных задач.
Умеет: выполнять математические расчёты
для нахождения
механических
величин на основе стандартных и самостоятельно найденных формул и
уравнений, в
том числе при
выполнении самостоятельных
прикладных и
научных исследованиях; применять базовые
теоретические
знания из области теоретической механики
для решения
профессиональных задач.
Владеет: навыками выполнения аналитических и прикладных расчётов
механических
систем, стандартными и оригинальными методами создания
и анализа математических моделей механических систем;
методами использования базовых теоретических знаний
из области теоретической механики для решения профессиональных задач.
ПК-6
Знает:
основные понятия и законы
термодинамики
и физики
сплошных сред.
Имеет понятия о
гетерогенных
средах и фазовых переходах в
них.
Знает:
основные понятия и законы
термодинамики,
физики сплошных сред и теорию фазовых
переходов в гетерогенных средах.
Знает:
основные понятия и законы
термодинамики
и физики
сплошных сред.
Знает теорию
гетерогенных
сред и фазовых
переходах в них.
Умеет:
извлекать информацию из
литературы и
выполнять
простые математические
расчёты для
решения стандартных задач,
может выполнять по инструкции
нахождение
отдельных величин при решении профессиональных
задач.
Умеет: выполнять математические расчёты
для нахождения
механических
величин на основе стандартных и найденных в рекомендованных источниках формул и уравнений; применять
основные законы и модели из
области теоретической механики для решения профессиональных задач.
Умеет: выполнять математические расчёты
для нахождения
механических
величин на основе стандартных и самостоятельно найденных формул и
уравнений, в
том числе при
выполнении самостоятельных
прикладных и
научных исследованиях; применять базовые
теоретические
знания из области теоретической механики
для решения
профессиональных задач.
Лекции, практические (семинарские) занятия, самостоятельная работа
студентов.
Вопросы семинарских занятий; контрольные работы;
коллоквиумы;
экзаменационные вопросы.
Владеет: навыками выполнения типовых
расчётов простых механических моделей в
различных формулировках механики; методами использования отдельных
знаний из области теоретической механики
для решения
профессиональных задач.
Владеет: навыками выполнения расчётов
механических
систем, методами создания,
анализа и расчёта простых математических
моделей механических систем; методами
использования
основных законов и моделей
из области теоретической механики для решения профессиональных задач.
Владеет: навыками выполнения аналитических и прикладных расчётов
механических
систем, стандартными и оригинальными методами создания
и анализа математических моделей механических систем;
методами использования базовых теоретических знаний
из области теоретической механики для решения профессиональных задач.
10.3 Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки
знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности, характеризующей этапы формирования компетенций в процессе освоения образовательной программы.
Примерные задания для аудиторной контрольной работы
1. Найти уровни энергии в симметричной одномерной потенциальной яме: V  x   V0 при
x  a ; V x   0
при x  a .
2. Найти вероятность отражения частицы при прохождении над одномерным потенциальным барьером V  x   V0 при x  a ; V  x   0 при x  a (энергия частицы больше
высоты барьера).
3. Найти уровни энергии и вектора состояния одномерного гармонического осциллятора в
2
4.
5.
6.
7.
постоянном внешнем поле H  p 2 2m  kx
 Fx . Сравнить точный ответ с первой
2
поправкой к осцилляторным уровням энергии, если внешнее поле рассматривается как
возмущение.
Найти дифференциальное сочетание упругого рассеяния  - частицы на  - частице (в
системе центра масс).
В ВКБ – приближении найти уровни энергии частицы массы m в потенциальном поле
вида V z    при z  0 ; V z   mgz при z  0 .
В ВКБ – приближении найти зависимость тока холодной эмиссии электронов с поверхности металла от приложенного электрического поля.
Найти S – уровни энергии в сферически – симметричной яме: V r   V0 при r  a ;
V r   0 при r  a .
8. Найти S – уровни энергии в сферической оболочке V r   V0 r  a  .
9. Найти вероятность пребывания электрона в классически запрещенной области для водородоподобного атома в основном состоянии.

H.
10. Найти расщепление уровней энергии атома водорода в однородном магнитном поле
11. Рассчитать расщепление уровня атома водорода с n  2 в слабом однородном электрическом поле.
12. Пусть гамильтониан зависит от  как от параметра и H     . Показать, что для
нормированных
на
единицу
векторов
  
имеет
место
соотношение
E   /      H   /     .
13. Определить соотношение интенсивности пятен на экране в опыте Штерна-Герлаха, если
магнитное поле ориентировано по оси z , а спины электронов падающего пучка ориентированы под  углом к оси z .
14. Показать, что если оператор А – скаляр, то J M  A JM   JJ  MM  J A J т.е. его
матричные элементы диагональны по J и M не зависят от M .
15. Две частицы со спином ½ находятся в следующем состоянии: спин первой направлен
вдоль оси z , а спин второй направлен вдоль оси, составляющий угол  с осью z . Найти
вероятности обнаружить частицы в синглетном и триплетном состояниях по полному
спину.
16. Двух уровневая система с состояниями 1 , 2 , энергии которых есть, подвергается действию не зависящего от времени возмущения W. Вычислить вероятность обнаружить то
или иное состояние в момент времени t, если в момент времени t  0 система находилась
в основном состоянии.


17. Нейтральная частица со спином ½ и магнитным моментом   0 S находится в однородном
магнитном
поле,
изменяющимся
во
времени
по
закону

H  H1 coswt,H sin wt,H0  . В момент времени t  0 проекция спина на направлении
поля была равна + ½. Определить вероятность перехода частицы к моменту времени t в
состояние, в котором проекция спина на направление магнитного поля равна – ½.
18. Найти вероятность перехода атома трития H 3 из 1s состояния в 1s состояние иона He 3 
при  - распаде одного из нейтронов ядра.
19. В борновском приближении вычислить дифференциальное и полное сечение рассеяния
на потенциале Юкавы V r   g exp  ar  / r .
20. В борновском приближении найти амплитуду и дифференциальное сечение упругого рассеяния заряженной бесспиновой частицы на сферически – симметричном локализованном
распределении заряда p r  .
21. Вычислить амплитуду упругого рассеяния медленной частицы на потенциальной яме
V r   V0 , r  a, V r   0, r  a .
22. Определить полное сечение упругого рассеяния непроницаемой сферой радиуса a для
медленных частиц, де-бройлевская длина волны которых   a .
23. Найти дифференциальное сечение упругого рассеяния a - частицы на a - частице (в системе центра масс).
24. Указать, между какими уровнями заряженного сферического гармонического осциллятора возможны электромагнитные переходы в дипольном приближении. Вычислить время
жизни первого возбужденного состояния осциллятора в этом приближении.
10.4 Методические материалы, определяющие процедуры оценивания знаний, умений,
навыков и (или) опыта деятельности характеризующих этапы формирования компетенций.
Контроль качества подготовки осуществляется путем проверки теоретических знаний
и практических навыков с использованием
а) Текущей аттестации:
 проверка решений задач для самостоятельной работы.
б) Промежуточной аттестации:
 проверка промежуточных контрольных работ и коллоквиумов по разделам дисциплины;
 экзамен в конце 6 семестра (к экзамену допускаются студенты после решения
всех задач контрольных работ и выполнения самостоятельной работы).
Текущий и промежуточный контроль освоения и усвоения материала дисциплины
осуществляется в рамках рейтинговой (100-бальной) системы оценок.
Согласно «Положению о рейтинговой системе оценки успеваемости студентов Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Тюменский государственный университет» (приложение 1 к приказу
ректора № 190 от 04.04.2014г.) всех формы текущего контроля, предусмотренные рабочей
программой, оцениваются в баллах. Дисциплинарные модули, формы текущего контроля и
шкала баллов, по которым они оцениваются, отражены в разделе «Тематический план».
Студенты, набравшие по дисциплине в период проведения текущего контроля от 35 до
60 баллов допускаются к экзамену. Если в период проведения текущей аттестации студент
набрал 61 балл и более, то он автоматически получает экзаменационную оценку в соответствии со шкалой перевода, но в то же время он имеет право повысить оценку, полученную по
итогам рейтинга (удовлетворительно, хорошо), путем сдачи экзамена.
Шкала перевода баллов в оценки:
- 60 баллов и менее – «неудовлетворительно»;
- от 61 до 75 баллов – «удовлетворительно»;
- от 76 до 90 баллов – «хорошо»;
- от 91 до 100 баллов – «отлично».
Преподаватель может использовать систему штрафов, уменьшая набранные баллы за
пропуски занятий без уважительных причин, за нарушение сроков выполнения учебных заданий, за систематический отказ отвечать на занятиях и т.д. Возможно также начисление
премиальных баллов за работы, выполненные студентом на высоком уровне.
Студенты, набравшие по дисциплине менее 35 баллов к экзамену не допускаются. Необходимое количество баллов (до 35) для получения допуска к экзамену, студенты набирают
после третьей контрольной недели.
Примерные вопросы по фазовым переходам в гетерогенных средах к зачету
1.Состав пластовых нефтей и природных газов.
2. Многокомпонентные системы. Гетерогенные системы.
3. Термодинамика многокомпонентных систем. Термодинамические потенциалы.
4. Условия термодинамического равновесия гетерогенных систем.
5. Идеальные газы и идеальные растворы. Летучесть и коэффициент летучести.
6. Фазовая диаграмма чистого вещества.
7. Фазовая диаграмма пар-жидкость для двухкомпонентной системы (давление-уд.объем)
8. Фазовая диаграмма пар-жидкость для двухкомпонентной системы (давление-состав)
9. Фазовая диаграмма пар-жидкость для 2-компнентной системы (давление-температура)
10. Уравнения состояния систем природных углеводородов.
11. Обобщенное кубическое уравнение состояния.
12. Расчет двухфазного равновесия пар-жидкость смеси заданного состава.
13. Расчет давления начала конденсации смеси заданного состава.
14. Расчет давления начала кипения смеси заданного состава
11. Образовательные технологии.
При изучении дисциплины «Квантовая теория» используются следующие образовательные технологии:
– аудиторные занятия (лекционные и практические занятия);
– внеаудиторные занятия (самостоятельная работа, индивидуальные консультации).
В соответствии с требованиями ФГОС ВО при реализации различных видов учебной
работы в процессе изучения дисциплины предусматривается использование в учебном процессе следующих активных и интерактивных форм проведения занятий:
– практические занятия в диалоговом режиме;
– компьютерное моделирование и практический анализ результатов;
– научные дискуссии;
– работа в малых группах по темам, изучаемым на практических занятиях.
12. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля).
12.1Основная литература:
1. Гинзбург И. Ф. Основы квантовой механики: (нерелятивистская теория) : учебное пособие/ И. Ф. Гинзбург; Новосиб. гос. ун-т. - Новосибирск: Изд-во НГУ, 2012.
2. Аринштейн Э. А. Элементы теоретической физики: учеб. пособие для студентов вузов, обуч. по спец. "Физика"/ Э. А. Аринштейн; Тюм. гос. ун-т. - Тюмень: Изд-во
ТюмГУ, 2011. - 164 с.
12.2Дополнительная литература:
1. А.И. Брусиловский. Фазовые превращения при разработке месторождений нефти и газа. «Грааль», Москва, 2002 г.
2. И.П. Базаров. Термодинамика. Высшая школа, Москва, 1976 г.
3. Г. С. Степанова. Фазовые превращения в месторождениях нефти и газа. «Недра»,
Москва, 1983
12.3. Интернет – ресурсы:
1. eLIBRARY – Научная электронная библиотека (Москва) http://elibrary.ru/
2. Единое окно доступа к образовательным ресурсам: http://window.edu.ru/window/
3. Федеральный портал «Российское образование»: http://www.edu.ru/
13 Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине (модулю), включая перечень программного
обеспечения и информационных справочных систем (при необходимости).
При осуществлении образовательного процесса по данной дисциплине (модулю) не
предусмотрено использования программного обеспечения и информационных справочных систем.
14 Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля).
Лекционная аудитория с доской и мелом, лекционная аудитория с мультимедийным оборудованием, компьютерный класс для практических занятий.
15 Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины (модуля).
Формирование у студентов способностей и умения самостоятельно добывать знания из
различных источников, систематизировать полученную информацию и эффективно её использовать происходит в течение всего периода обучения через участие студентов в лекци-
онных и практических (семинарских) занятиях, причём самостоятельная работа студентов
играет решающую роль в ходе всего учебного процесса.
15.1. Лекции.
Для понимания лекционного материала и качественного его усвоения студентам необходимо вести конспекты лекций. В течение лекции студент делает пометки по тем вопросам
лекции, которые требуют уточнений и дополнений. Вопросы, которые преподаватель не отразил в лекции, студент должен изучать самостоятельно.
15.2. Практические (семинарские) занятия.
При подготовке к семинарским занятиям следует использовать основную литературу из
представленного списка, а также руководствоваться приведенными указаниями и рекомендациями. Для наиболее глубокого освоения дисциплины рекомендуется изучать литературу,
обозначенную как «Дополнительная» в представленном списке.
На семинарских занятиях рекомендуется принимать активное участие в обсуждении проблем, возникающих при решении учебных задач, развивать способность на основе полученных знаний находить наиболее эффективные решения поставленных проблем по тематике
семинарских занятий.
Студенту рекомендуется следующая схема подготовки к семинарскому занятию:
 проработка конспекта лекций;
 чтение рекомендованной основной и дополнительной литературы по изучаемому разделу дисциплины;
 решение домашних задач. При выполнении упражнения или задачи нужно сначала
понять, что требуется в задаче, какой теоретический материал нужно использовать,
наметить план решения задачи.
 При возникновении затруднений следует сформулировать конкретные вопросы к преподавателю.
15.3. Подготовка к экзамену.
Требования к организации подготовки к экзаменам те же, что и при занятиях в течение
семестра, но соблюдаться они должны более строго. При подготовке к экзаменам у студента
должен быть хороший учебник или конспект литературы, прочитанной по указанию преподавателя в течение семестра.
Вначале следует просмотреть весь материал по сдаваемой дисциплине, отметить для себя
трудные вопросы. Обязательно в них разобраться. В заключение еще раз целесообразно повторить основные положения, используя при этом опорные конспекты лекций.
Систематическая подготовка к занятиям в течение семестра позволит использовать время
экзаменационной сессии для систематизации знаний.
Если в процессе самостоятельной работы над изучением теоретического материала или
при решении задач у студента возникают вопросы, разрешить которые самостоятельно не
удается, необходимо обратиться к преподавателю для получения у него разъяснений или
указаний. В своих вопросах студент должен четко выразить, в чем он испытывает затруднения, характер этого затруднения. За консультацией следует обращаться и в случае, если возникнут сомнения в правильности ответов на вопросы самопроверки.
Дополнения и изменения к рабочей программе на 201__ / 201__ учебный год
В рабочую программу вносятся следующие изменения:
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Рабочая
программа
пересмотрена
и
одобрена
на
заседании
______________________________________ «__» _______________201 г.
Заведующий кафедрой ___________________/___________________/
Подпись
Ф.И.О.
кафедры