物理化學
Physical Chemistry
學期
114-2
學分
3
學分
當期課號
112120
永久課號
BEBE20023
開課單位
生物醫學工程學系
授課教師
楊明偉
校區
陽明
類別
選修
上課時間表
| 節 | 週三 |
|---|---|
8 16:30–17:20 | 物理化學 YR103 3 節連堂 |
9 17:30–18:20 | |
A 18:30–19:20 |
* 根據陽明交大上課時間表所列
概述
本課程包含：熱力學、反應動力學、電化學等基本理論介紹與工業應用實例說明與介紹。課程內容將說明物質在不同狀態下：巨觀物理性質、內含能量、分子組成與結構、反應走向等變化所涉及之基礎理論。對於常見之：物理性質量測技術、能量轉換技術(如：熱力學循環與電池)、化學反應器設計等應用也將配合課程進度有簡要說明與介紹。
教學方式
物理化學提供了真實世界的現象與背後的基本物理原理之連結，本課程將藉由基本物理原理與定律之敘述與推演來解釋物質在不同狀態下的性質變化與能量轉換情形。物理化學的基本定理與其數學模式可用於化學與生物等系統，可以幫助解釋現象的發生與變化途徑，並藉比對實驗觀察數據與物理化學之數學模式來印證其理論，或由實驗數據與模式之差異進而發展更合適的理論來增進未來相關技術之應用範疇。希望藉由本課程可以建立學生未來於：材料設計、化學與生物反應器、換能器設計等應用之基礎學理。
評分方式
作業與小考:20~30% 期中考:30%~40% 期末考:30%~40%
週次計畫
| 週次 | 主題 |
|---|---|
| 第 1 週 | 物理化學基礎物理化學基礎: 物質與能量 |
| 第 2 週 | 熱力學第一定律I:內能、熱能、功 |
| 第 3 週 | 熱力學第一定律II: 能量守恆 |
| 第 4 週 | 狀態函數 熱力學第二定律I: 熵、第二定律應用與限制 |
| 第 5 週 | 熱化學 熱力學第二定律II: 熵、第二定律應用與限制 |
| 第 6 週 | 熱力學第二定律I: 熵、第二定律應用與限制熱力學程序與熱力學循環的應用: 氣體壓縮、空氣分離、燃燒與發電 |
| 第 7 週 | 熱力學第二定律II: 熵、第二定律應用與限制 相平衡: 氣液固三相變化、沸點與凝固點、相圖 |
| 第 8 週 | 期中考 |
| 第 9 週 | 化學反應與平衡I: Gibbs自由能、反應平衡常數、平衡組成 化學反應與平衡I: 混合物的熱力學、溶解度、蒸氣壓、依數性質 |
| 第 10 週 | 化學反應與平衡II: 化學反應的Gibbs自由能、反應方向、平衡組成化學反應與平衡II: Gibbs自由能、反應平衡常數、平衡組成 |
| 第 11 週 | 化學反應與平衡III: 混合物的熱力學、溶解度、蒸氣壓、依數性質 化學反應與平衡III: 化學反應的Gibbs自由能、反應方向、平衡組成 |
| 第 12 週 | 溶液熱力學: 溶液與離子、活性 |
| 第 13 週 | 電化學: 氧化與還原反應、標準電位、電化學應用(電解、電池) |
| 第 14 週 | 化學反應機構與反應速率I: 反應速率、反應級數、反應速率量測、反應速率與反應溫度的關係 |
| 第 15 週 | 化學反應機構與反應速率II: 反應機構、基本反應、反應機構的量測技術 |
| 第 16 週 | 期末考 |
教科書
教科書: 羅大倫 顏志超 錢偉鈞, 2014年1月, 物理化學, 3rd ed., 高立, ISBN: 978-986-280-228-1 參考書: Peter Atkins and Julio De Paula, 2016, Physical Chemistry For The Life Sciences, 2nd ed., Oxford University Press.