Направление: 150400 «Металлургия

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Утверждаю
_____________________
Руководитель ООП
по направлению 150400
зав.кафедрой металлургии
проф. В.М. Сизяков
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«ПРИКЛАДНАЯ ТЕРМОДИНАМИКА И КИНЕТИКА»
Направление: 150400 «Металлургия»
Профиль: «Металлургия цветных металлов»
Квалификация (степень) выпускника: магистр
Форма обучения: очная
Составитель: доц. А.Я. Бодуэн
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2012
1. Цели и задачи дисциплины:
Целями освоения дисциплины «Прикладная термодинамика и кинетика» являются
приобретение студентами знаний и компетенций в области термодинамического и
кинетического анализа металлургических систем и процессов.
Основные задачи изучения дисциплины – формирование теоретических
представлений об основных понятиях и законах термодинамики и кинетики, а также
навыков применения термодинамических и кинетических методов к анализу реальных
систем и процессов в металлургии.
2. Место дисциплины в структуре ООП:
Дисциплина «Прикладная термодинамика и кинетика» относится к базовой части
профессионального цикла профиля «Металлургия цветных металлов».
Для освоения учебного материала данной дисциплины необходимы знания по физике;
общей, неорганической и физической химии; металлургии легких и тяжелых металлов;
уметь пользоваться компьютером, работать с информацией из различных источников;
уметь пользоваться оборудованием химической лаборатории, владеть основными
методиками проведения химических анализов; иметь знания по технике безопасности при
работе в химической лаборатории.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Изучение дисциплины «Теория гидрометаллургических процессов» направлено на
формирование у студентов следующих компетенций: ОК-1-8, 10-11; ПК-1-29.
В результате изучения дисциплины магистрант должен:
Знать:основные понятия и законы термодинамики; основные характеристические
функции
и
дифференциальные
соотношения
термодинамики;
методы
термодинамического анализа; основы кинетики металлургических процессов.
Уметь: проводить расчеты неравновесных состояний металлических систем;
анализировать основные закономерности фазовых равновесий и кинетики превращений в
многокомпонентных системах.
Владеть:навыками проведения термодинамических расчетов; методами
кинетического анализа систем и процессов в металлургии.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3,0 зачетных единиц.
Вид учебной работы
Аудиторные занятия (всего)
В том числе:
Лекции
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа (всего)
В том числе:
Курсовой проект (работа)
Расчетно-графические работы
Реферат
Другие виды самостоятельной работы
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)
Общая трудоемкость
час
Всего
часов
108
Семестр
2
36
36
72
-
72
-
Зачет
108
2
зач. ед.
3,0
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ Наименование раздела
Содержание раздела
дисциплины
п/
п
1. Основные понятия и Система. Параметры состояния. Внутренняя энергия.
определения
Теплота и работа.
химической
термодинамики.
внутренней Изменение внутренней энергии системы при проведении
2. Изменение
энергии системы.
3. Термохимические законы.
4. Направленность
химических процессов.
5. Основныепонятияхимичес
койкинетики.
6. Влияниеразличных
7.
факторовнаскоростьреакц
ии.
Химическоеравновесие.
процесса при постоянном объеме. Изменение внутренней
энергии системы при проведении процесса при постоянном
давлении. Энтальпия и ее изменение. Термохимические
уравнения. Энтальпия образования вещества. Стандартные
условия. Влияние температуры на тепловой эффект реакции.
ЗаконЛавуазье-Лапласа. ЗаконГесса. Термохимическиерасчеты.
Самопроизвольныеиобратимыепроцессы.ПринципБертлоТомсена.Энтропия.Изменениеэнтропииинаправленностьпроцесс
ов.Энтропиякакмерабеспорядка.
Стандартныеэнтропии.Свободнаяэнергия–
критерийнаправленностипроцессов.
Примерырасчетасвободнойэнергии.
Стандартныйизобарноизотермическийпотенциалиегоизменение.
Изохорноизотермическийпотенциал.
Механизмхимическойреакции.
Гомогенныеигетерогенные.
Скоростьреакции.
Зависимостьскоростиотконцентрацииреагирующихвеществ.
Зависимостьскоростиреакцииоттемпературы.
Энтропияактивации.
Химическоеравновесиеиконстантаравновесия.
Смещениехимическогоравновесия.
ПринципЛеШателье.
КонстантаравновесияисвободнаяэнергияГиббса.
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№
п/п
1.
2.
3.
4.
Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин
Металлургия тяжелых
цветных металлов
Металлургия легких
цветных металлов
Металлургия редких
металлов
Металлургия
благородных металлов
№ № разделов данной дисциплины, необходимых для
изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1
2
3
4
5
6
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
3
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
4
Всего
час.
4
Изменение внутренней энергии
системы.
Термохимические законы.
6
6
6
6
Направленность химических
процессов.
Основныепонятияхимическойкинетики
.
Влияниеразличных
факторовнаскоростьреакции.
Химическоеравновесие.
6
6
4
4
4
4
6
6
№
п/п
Наименование раздела дисциплины
1.
Основные понятия и определения
химической термодинамики.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Лекц.,
час.
Практ. Лаб.
зан.
зан.
Семин
СРС
6. Лабораторный практикум – не предусмотрен
7. Практические занятия (семинары).
№
п/п
1.
2.
3.
№ раздела
дисциплины
1
2
3
4.
4
5.
5
6.
6
7.
7
Наименование практических занятий
Характеристика системы. Параметры состояния.
Внутренняя энергия. Теплота и работа.
Расчет энтальпии химических реакций для различных
металлургических процессов.
Применение термохимических законов для проведения
термодинамических расчетов.
Расчет энтропии и изобарно-изотермического
потенциала химических реакций для различных
металлургических процессов.
Трудоемкость
(час.)
4
6
6
6
Механизмхимическойреакции. Гомогенныеигетерогенные.
Скоростьреакции.
Изучение
зависимости
скоростиотконцентрацииреагирующихвеществ.
Изучение зависимостискоростиреакцииоттемпературы.
4
Расчет энтропии и изобарно-изотермического
потенциала химических реакций для различных
металлургических процессов.
6
4
8. Примерная тематика курсовых проектов (работ): не предусмотрены.
4
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
Основная литература
1.
2.
3.
4.
Процессы и аппараты цветной металлургии, учебник для вузов под редакцией проф.
С.С.Набойченко. Екатеринбург, УГТУ, 2005. 700 с.
Расчеты гидрометаллургических процессов. Набойченко С.С., Юнь А.А. / Учебное
пособие для вузов. - М.: «МИСИС», 1995. – 428 с.
Практикум по гидрометаллургии. Набойченко С.С., Лобанов В.Г. Учеб.пособие для
вузов. – М.: Металлургия. 1992. – 336 с.
Грейвер Т.Н. Основы методов постановки и решения технологических задач. М.:
Издательский дом "Руда и металлы", 1999.
Дополнительная литература
1.
2.
Кинетика процессов растворения. Каковский И.А., Поташников Ю.М.,
«Металлургия», 1975. 224 с.
Каковский
И.А.,
Набойченко
С.С.
Термодинамики
и
кинетика
гидрометаллургических процессов. – Алма-Ата: Наука, 1986. – 272 с.
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Оборудование
и
установки
специализированной
лаборатории
теории
гидрометаллургических процессов и оборудования ауд. 3218; мультимедийное
оборудование ауд. 3223, презентации и видеофильмы по тематике курса.
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
В качестве средств текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации
предлагается проведение проверочных работ по каждому из разделов дисциплины,
оформление и защита отчетов по выполненным лабораторным работам.
Разработчики:
Кафедра металлургии
(место работы)
доцент
(занимаемая должность)
А.Я. Бодуэн
(инициалы, фамилия)
Эксперты:
Кафедра металлургии
(место работы)
Кафедра металлургии
(место работы)
профессор
(занимаемая должность)
профессор
(занимаемая должность)
Г.В. Петров
(инициалы, фамилия)
В.Н. Бричкин
(инициалы, фамилия)
5