Παρουσίαση/Προβολή

Στοιχεία Φυσικών Επιστημών

(BDT229) - Χριστίνα Σιοντόρου, Δημήτρης Σιδηράς

Περιγραφή Μαθήματος

Το μάθημα αποτελεί εισαγωγή στις φυσικές επιστήμες και τη βιομηχανική παραγωγή. Οι δεξιότητες που αναπτύσσονται μέσα στην τάξη ενισχύονται με μελέτες περίπτωσης και ασκήσεις. Το μάθημα αποτελείται από δύο (2) ενότητες που διδάσκονται παράλληλα: Ενότητα Α΄ και Ενότητα Β΄. Η Ενότητα Α΄ εισάγει τους φοιτητές/τριες στις βασικές έννοιες της χημικής βιομηχανικής παραγωγής, ενώ η Ενότητα Β΄ εισάγει τους φοιτητές/τριες στις βασικές έννοιες του διανυσματικού λογισμού και της κινηματικής.

Ημερομηνία δημιουργίας

Τρίτη 8 Νοεμβρίου 2016

Σελίδα μαθήματος

Περίγραμμα

Διδάσκοντες

Καθ. Δ. Σιδηράς, Αναπλ. Καθ. Χ. Σιοντόρου

Μαθησιακοί στόχοι

Κύριος στόχος του μαθήματος είναι να αποκτήσουν οι φοιτητές/τριες βασικές γνώσεις που θα τους βοηθήσουν στα τεχνολογικά μαθήματα του προγράμματος σπουδών του τμήματος. Ιδιαίτερα, το μάθημα επιδιώκει να εξοικειώσει τους/τις φοιτητές/τριες με: (α) βασικές αρχές και υπολογισμούς στη χημική μηχανική, (β) μεθόδους προσδιορισμού κρίσιμων παραμέτρων φυσικών και χημικών διεργασιών για τη διαμόρφωση υποδειγμάτων, (γ) εφαρμογή διανυσματικού λογισμού στην επίλυση προβλημάτων κινηματικής, (δ) βασικές γνώσεις στη καμπυλόγραμμη και την σχετική κίνηση.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, οι φοιτητές/τριες θα είναι σε θέση:

Να επιλύουν προβλήματα ισοζυγίων μάζας σε φυσικές και χημικές διεργασίες
Να χρησιμοποιούν τις βασικές αρχές της χημικής θερμοδυναμικής και κινητικής
Να κατανοούν την έννοια της χημικής ισορροπίας και να επιλύουν σχετικά προβλήματα
Να περιγράφουν ηλεκτροχημικά συστήματα και να χρησιμοποιούν βασικές μεθόδους (υπολογιστικής και φυσικής προσομοίωσης) για τη μελέτη αυτών
Να αναλύουν δυναμικά συστήματα με τη χρήση διανυσματικού λογισμού
Να επιλύουν προβλήματα καμπυλόγραμμης και σχετικής κίνησης με ανάλυση διανυσμάτων
Να χρησιμοποιούν υποδείγματα (μοντέλα) για βασικές διεργασίες στη βιομηχανία

Περιεχόμενο μαθήματος

Ενότητα Α΄: Βασικές έννοιες χημικής βιομηχανικής παραγωγής (Αναπλ. Καθ. Χ. Σιοντόρου)

Εβδομάδα	Περιεχόμενα Μαθήματος
1^η	Εισαγωγή: φυσικές και χημικές διεργασίες, διάλυμα, εκφράσεις συγκέντρωσης και περιεκτικότητας, αραίωση-συμπύκνωση διαλυμάτων, ανάμιξη διαλυμάτων.
2^η	Χημικές αντιδράσεις: ομογενή και ετερογενή συστήματα, θεωρία συγκρούσεων, στοιχειομετρικοί συντελεστές, απλές αντιδράσεις, συνολική αντίδραση, ενδόθερμες και εξώθερμες αντιδράσεις.
3^η	Χημική κινητική: ρυθμός μετατροπής πρώτων υλών σε προϊόντα, αντιδράσεις 1^ης τάξης, συνάρτηση ταχύτητας, σταθερά ταχύτητας αντίδρασης.
4^η	Κατάλυση και ενεργειακή βελτιστοποίηση: κινητική εξίσωση, εξίσωση Arrhenius, ενέργεια ενεργοποίησης.
5^η	Δυναμικό υδρογόνου (pH) υδατικών διαλυμάτων: αυτοδιάσταση του νερού, pH και pΟΗ, κλίμακα pH.
6^η	Χημική ισορροπία: μονόδρομες και αμφίδρομες αντιδράσεις, απόδοση αντίδρασης, σταθερά ισορροπίας.
7^η	Χημική ισορροπία και οικονομοτεχνική βελτιστοποίηση.
8^η	Ισοζύγιο μάζας: γενική μορφή ισοζυγίου, διαμόρφωση εξισώσεων, επίλυση συστημάτων.
9^η	Εφαρμογές ισοζυγίων μάζας σε απλά και σύνθετα συστήματα χωρίς και με χημικές αντιδράσεις
10^η	Ηλεκτροχημεία: ηλεκτροδιαλυτική τάση μετάλλων, ηλεκτροχημικές αντιδράσεις, ηλεκτρόλυση, νόμοι Faraday.
11^η	Διάβρωση: το φαινόμενο της διάβρωσης, χημικές αντιδράσεις, διαμόρφωση υποδειγμάτων, αντιδιαβρωτική προστασία μεταλλικών επιφανειών
12^η	Θερμοδυναμική μελέτη των χημικών αντιδράσεων: θερμότητα χημικής αντίδρασης, νόμος Lavoiser-Laplace, νόμος Hess, θερμότητα σχηματισμού των σωμάτων, καύση.
13^η	Επαναληπτικές ασκήσεις

Ενότητα Β΄: Διανυσματικός λογισμός, Δυναμική υλικού σημείου και Κινηματική (Καθ. Δ. Σιδηράς)

Εβδομάδα	Περιεχόμενα Μαθήματος
1^η	Βασικές αρχές διανυσματικού λογισμού: διάνυσμα, βαθμωτά μεγέθη, είδη διανυσμάτων.
2^η	Σύνθεση (πρόσθεση) και αφαίρεση διανυσμάτων, ισότητα διανυσμάτων, παραδείγματα και ασκήσεις.
3^η	Ανάλυση διανυσμάτων, παραδείγματα και ασκήσεις.
4^η	Εσωτερικό, εξωτερικό και μεικτό γινόμενο διανυσμάτων, προβολή διανύσματος.
5^η	Σύνθετες εφαρμογές διανυσματικού λογισμού.
6^η	Δυναμική: εισαγωγικές έννοιες κινηματικής.
7^η	Παραδείγματα και εφαρμογές κινηματικής.
8^η	Κίνηση στερεού σώματος, εξισώσεις μεταφορικής κίνησης.
9^η	Ταχύτητα και επιτάχυνση, εφαρμογές στην ευθύγραμμη και κυκλική κίνηση.
10^η	Ταχύτητα και επιτάχυνση, εφαρμογές στην καμπυλόγραμμη κίνηση.
11^η	Σχετική κίνηση: παραδείγματα και εφαρμογές.
12^η	Σύνθετες εφαρμογές.
13^η	Επαναληπτικές ασκήσεις.

Επιπλέον, στο eclass αναρτώνται σε ηλεκτρονική μορφή άρθρα, οπτικοακουστικό υλικό διαλέξεων, διαδικτυακές διευθύνσεις για χρήσιμες πληροφορίες και ασκήσεις για εξάσκηση.

Μέθοδοι διδασκαλίας

Διδασκαλία: Διαλέξεις με σύγχρονα οπτικοακουστικά μέσα, υποστήριξη μαθησιακής διαδικασίας μέσω της ηλεκτρονικής πλατφόρμας eclass

Επικοινωνία με τους φοιτητές: email, πλατφόρμα eclass, διά ζώσης

Οργάνωση διδασκαλίας:

Διαλέξεις	52
Ασκήσεις	38
Αυτοτελής μελέτη του υλικού διαλέξεων και των εργαστηριακών ασκήσεων	45
Συμβουλευτική υποστήριξη	0,5
Εξετάσεις (γραπτές)	2

Σύνολο Μαθήματος	*137,5*

Μέθοδοι αξιολόγησης

Η εξεταστέα ύλη του μαθήματος ανακοινώνεται στο eclass μετά το τελευταίο μάθημα του εξαμήνου. Ο τελικός βαθμός του μαθήματος διαμορφώνεται κατά 100% από τον βαθμό της γραπτής εξέτασης (50% από την Ενότητα Α΄ και 50% από την Ενότητα Β΄) στην εξεταστική περίοδο του χειμερινού εξαμήνου και, σε περίπτωση αποτυχίας, στην επαναληπτική εξεταστική περίοδο του Σεπτεμβρίου.

Η γραπτή εξέταση περιλαμβάνει την επίλυση προβλημάτων/ασκήσεων και διεξάγεται με ανοικτά βιβλία.

Οι φοιτητές/τριες με ειδικές μαθησιακές δυσκολίες στην γραφή και στην ανάγνωση (όπως αυτές πιστοποιούνται και χαρακτηρίζονται από αρμόδιο φορέα) εξετάζονται βάσει της προβλεπόμενης από το Τμήμα διαδικασίας.

Κριτήρια Αξιολόγησης

Τα κριτήρια αξιολόγησης γίνονται γνωστά κατά τη διάρκεια του πρώτου μαθήματος και είναι σαφώς διατυπωμένα στην ιστοσελίδα του μαθήματος και στο e-class. Οι απαντήσεις των θεμάτων των εξετάσεων αναρτώνται στο eclass μετά τη διεξαγωγή των εξετάσεων. Οι φοιτητές/τριες έχουν τη δυνατότητα να δουν το γραπτό τους μετά τη βαθμολόγηση του μαθήματος και να λάβουν εξηγήσεις σχετικά με τη βαθμολογία την οποία έλαβαν.

Προτεινόμενα συγγράμματα

Χημικές διεργασίες της χημικής τεχνολογίας, Σδούκος Α.Θ.,Πομώνης Φ. Ι.
Σημειώσεις Διδασκόντων