Термо - и концентрационнокапиллярные течения в тонких слоях жидкости (стр. 1 )

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

«УТВЕРЖДАЮ»:

Проректор по учебной работе

_______________________ /

__________ _____________ 201__г.

ТЕРМО - и концентрационнокапиллярные

течения в тонких слоях жидкости

Учебно-методический комплекс.

Направление 011200.68 «Физика»;

Магистерская программа «Физика наноструктур и наносистем»

очная форма обучения

«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»:

Автор работы ________________________//

«______»___________201__г.

Рассмотрено на заседании кафедры микро - и нанотехнологий «__»___________2011 г., протокол №____.

Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению.

«РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»:

Объем 16 стр.

Зав. кафедрой _________________ //

«______»___________ 2011 г.

Рассмотрено на заседании УМК ИМЕНИТ «____»_________ 2011 г., протокол №____.

Соответствует ФГОС ВПО и учебному плану образовательной программы.

«СОГЛАСОВАНО»:

Председатель УМК _________________//

«______»_____________2011 г.

«СОГЛАСОВАНО»:

Зав. методическим отделом УМУ_____________//

«______»_____________2011 г.

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт математики, естественных наук и информационных технологий

Кафедра микро - и нанотехнологий

ФЕДОРЕЦ А. А.

ТЕРМО - и концентрационнокапиллярные

течения в тонких слоях жидкости

Учебно-методический комплекс.

Направление 011200.68 «Физика»;

Магистерская программа «Физика наноструктур и наносистем»

очная форма обучения

Издательство

Тюменского государственного университета

2011

. ТЕРМО - и концентрационнокапиллярные течения в тонких слоях жидкости. Учебно-методический комплекс. Направление 011200.68 «Физика»; магистерская программа «Физика наноструктур и наносистем», очная форма обучения. Тюмень, 20стр.

Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки.

Рабочая программа дисциплины (модуля) опубликована на сайте ТюмГУ: Микро - и нанофлюидика [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www. *****., свободный.

Рекомендовано к изданию кафедрой микро - и нанотехнологий. Утверждено проректором по учебной работе Тюменского государственного университета.

ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: зав. кафедрой микро - и нанотехнологий, д. ф.-м. н., профессор

© Тюменский государственный университет, 2011.

© , 2011.

Учебно-методический комплекс. Рабочая программа включает следующие разделы:

1.  Пояснительная записка, которая содержит:

1.1.  Цели и задачи дисциплины (модуля)

Целью дисциплины "Термо - и концентрационнокапиллярные течения в тонких слоях жидкости" является получение студентами комплексных знаний о механизмах и процессах конвективного тепломассопереноса, характерных для объектов микрофлюидики: жидких пленок, пузырьков капель и др.

Задачи учебного курса:

– изучить основные природные и техногенные объекты, лежащие в сфере интересов междисциплинарного направления микро - и нанофлюидика;

– изучить явления и процессы, связанные со свойствами межфазных поверхностей жидкость/газ и жидкость/жидкость;

– изучить свойства поверхностно-активных веществ и их роль в образовании микро - и наногетерогенных систем;

– изучить молекулярные и структурные механизмы взаимодействия на межфазных поверхностях жидкость/твердое тело;

– изучить современные методы исследования физико-химических характеристик флюидов в условиях микро - и наногетерогенных систем;

– изучить современные микрофлюидные устройства и технологии, сферы их применения и перспективы развития в будущем.

1.2.  Место дисциплины в структуре ООП магистратуры

Дисциплина «Термо - и концентрационнокапиллярные течения в тонких слоях жидкости» – это дисциплина, которая входит в основную часть профессионального цикла.

Для ее успешного изучения необходимы знания и умения, приобретенные (или приобретаемые параллельно) в результате освоения предшествующих общепрофессиональных дисциплин: «Общая физика», «Математические методы моделирования физических процессов», а также некоторых и специальных дисциплин, в частности, «Теория теплофизических свойств веществ», «Физико-химические методы исследования вещества», «Термодинамика и физические свойства наноструктур», физика плазмы, термодинамика и теплофизические свойства наноструктур. Освоение дисциплины «Термо - и концентрационнокапиллярные течения в тонких слоях жидкости» необходимо при подготовке выпускной квалификационной работы.

1.3.  Компетенции выпускника ООП магистратуры, формируемые в результате освоения данной ООП ВПО.

В результате освоения ООП специалитета выпускник должен обладать следующими компетенциями:

способностью демонстрировать углубленные знания в области математики и естественных наук (ОК-1);

способностью свободно владеть фундаментальными разделами физики, необходимыми для решения научно-исследовательских задач (в соответствии со своей магистерской программой) (ПК-1);

способностью использовать знания современных проблем физики, новейших достижений физики в своей научно-исследовательской деятельности (ПК-2);

научно-исследовательская деятельность:

способностью самостоятельно ставить конкретные задачи научных исследований в области физики (в соответствии с профилем магистерской программы) и решать их с помощью современной аппаратуры, оборудования, информационных технологий с использованием новейшего отечественного и зарубежного опыта (ПК-3);

научно-инновационная деятельность:

способностью свободно владеть разделами физики, необходимыми для решения научно-инновационных задач (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-6);

способностью свободно владеть профессиональными знаниями для анализа и синтеза физической информации (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-7);

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

·  Знать:

– основные природные и техногенные объекты, лежащие в сфере интересов междисциплинарного направления микро - и нанофлюидика;

– явления и процессы, связанные со свойствами межфазных поверхностей жидкость/газ и жидкость/жидкость;

– физико-химические свойства поверхностно-активных веществ и их роль в образовании микро - и наногетерогенных систем;

– молекулярные и структурные механизмы взаимодействия на межфазных поверхностях жидкость/твердое тело;

– современные микрофлюидные устройства и технологии, сферы их применения и перспективы развития в будущем.

·  Уметь:

– применять современные методы исследования физико-химических характеристик флюидов в условиях микро - и наногетерогенных систем;

– применять расчетные формулы при решении задач микро - и нанофлюидики;

·  Владеть:

– навыками работы с многоцелевым анализатором жидкостей «Фотекон»;

2.  Структура и трудоемкость дисциплины.

Данная дисциплина читается в первом и втором семестрах. Форма аттестации – экзамен. Общая трудоемкость дисциплины составляет 216 часов (6 зачетных единиц).

Таблица 1.

Вид учебной работы	Всего часов	Семестры
1	2
Аудиторные занятия (всего)
В том числе:
Лекции	36	18	18
Практические занятия (ПЗ)	-	-	-
Семинары (С)	-	-	-
Лабораторные работы (ЛР)	36	18	18
Самостоятельная работа (всего)	144	72	72
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)	зачет	-
Общая трудоемкость час зач. ед.	216	108	108
6	3	3

3.  Тематический план.

Таблица 2.

Тематический план

№	Тема	недели семестра	Виды учебной работы и самостоятельная работа, в час.	Итого часов по теме	В интерактивной форме	Форма контроля
Лекции*	Семинарские (практические) занятия*	Лабораторные занятия*	Самостоятельная работа*
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Первый семестр
	Модуль 1
1.	1. Объекты исследования микро - нанофлюидики (введение).	1,2	2		2	6	10	2
2.	2. Межфазная поверхность жидкость/газ и жидкость/жидкость. Статика.	3,4	2		4	8	14	2
3.	3. Поверхностно-активные вещества.	5	1		-	7	8	1
4.	4. Тонкие пленки и прослойки. Расклинивающее давление.	6	1		-	7	8	1
5.	5. Испарение и конденсация. Аэрозоли.	7,8	2		4	8	14	2
6.	6. Диффузиофорез. Термофорез. Термо - и диффузионный механизмы осмоса.	9,10	2		-	7	9	2
7.	7. Эффекты Марангони.	11,12	2		4	7	13	2
8.	8. Безразмерные числа в межфазной гидродинамике.	13,14	2		-	7	9	2
9.	9. Реология жидких сред. Течение жидкостей в микроканалах.	15,16	2		4	8	14	2
10.	10. Коллоидные системы.	17,18	2		-	7	9	2	зачет
	Всего		18		18	72	108	18
	Модуль 1
1.	11. Межфазная граница жидкость/твердое тело. Краевой угол смачивания.	1,2	2		2	5	14	2
2.	12. Физические основы и приборная реализация метода фотеконскопии.	3-6	4		8	4	18	2
3.	13. Пленки Ленгмюра-Блоджетт.	7,8	2		-	6	14	2
4.	14. Компоненты микрофлюидных устройств (клапаны, насосы, сенсоры и др.).	9,10	2		-	6	18	2
5.	15. Лаборатория на чипе (lab-on-a-chip).	11,12	2		-	6	16	2
6.	16. Диссипативная структура «капельный кластер»	13-16	4		4	4	14	2
7.	17. Технологии на основе диссипативной структуры «капельный кластер».	17-18	2		4	4	14	2
	Всего		18		18	72	108	14
	Итого (часов)		36		36	144	216	30	Экзамен
Из них в интерактивной форме		15		15

Таблица 3.