Аннотации рабочих программ дисциплин (стр. 12 )

Уметь:

проводить необходимые термодинамические расчеты;

осуществлять выбор оптимальных вариантов при решении практических задач, связанных с совершенствованием и работой разнообразного теплотехнического оборудования.

Владеть:

навыками вычисления изменений внутренней энергии и работы газа в термодинамическом процессе: изобарном, изохорном, изотермном, адиабатном и политропном процессах;

навыками расчета эксергии, эксергетических потерь и эксергетического КПД, диаграмм потоков анергии и эксергии;

методами расчета термодинамических процессов реальных газов и паров

По дисциплине  Б2.В. ОД.5 Дополнительные главы физичекой химии

Кафедра-разработчик рабочей программы Физической и коллоидной химии

1.Цели освоения дисциплины

Дисциплина ««Дополнительные главы физической химии»  - одна из основополагающих дисциплин в цикле естественнонаучной подготовки бакалавров по направлению 150100.62  «Материаловедение и технологии материалов», профиль  «Материаловедение и технологии материалов в технической химии».

Дисциплина «Дополнительные главы физической химии» является логическим продолжением и углублением физической химии. Курс посвящен изучению отдельных разделов физической химии, необходимых бакалавру по направлению 150100.62  «Материаловедение и технологии материалов», профиль  «Материаловедение и технологии материалов в технической химии» в обучении и профессиональной деятельности. 

Целью изучения дисциплины является расширение спектра знаний в области теории химических процессов и овладение навыками применения теоретических законов к решению практических вопросов химической технологии.

2. Содержание дисциплины Дополнительные главы физической химии

Дополнительные главы химической термодинамики, фазового равновесия, статистической термодинамики, электрохимии, химической кинетики

3.        Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины 

владеть навыками использования (под руководством) методов моделирования, оценки прогнозирования и оптимизации технологических процессов и свойств материалов, стандартизации и сертификации материалов и процессов (ПК-5);

4. В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

1) Знать:

основные принципы, понятия и современные представления равновесной, неравновесной и статистической термодинамики; современной электрохимии; кинетики сложных процессов; теории фазовых переходов; теории растворов; теории гомогенного, гетерогенного и ферментативного катализа; термодинамический вывод основных уравнений и законов химической термодинамики; методы защиты металлов от коррозии; виды и основные характеристики современных химических источников тока; подходы к определению кинетических постоянных для различных реакций в реакторах идеального смешения и вытеснения;

2) Уметь:

математически выводить основные соотношения физической химии и использовать их для решения профессиональных задач; устанавливать границы областей устойчивости фаз в бинарных системах с ограниченной растворимостью компонентов; определять составы сосуществующих фаз в бинарных гетерогенных системах с ограниченной растворимостью компонентов и тройных гетерогенных системах; составлять кинетические уравнения в дифференциальной и интегральной формах для кинетически сложных реакций. использовать основные химические законы, термодинамические справочные данные и количественные соотношения физической химии для решения конкретных комплексных инженерных задач;

3) Владеть:

навыками вычисления термодинамических параметров химических реакций по справочным данным несколькими путями с заданной степенью точности; методами составления и интегрирования кинетических уравнений сложных реакций; методами проведения физических измерений, и корректной оценки погрешностей при проведении физического эксперимента; теоретическими методами описания свойств веществ и особенностей химических реакций на основе электронного строения атомов и условий проведения реакции.

Дисциплина Б2.В. ОД.6« Моделирование химико-технологических процессов»

1.Цель дисциплины:

изучение современных систем математического моделирования и оптимизации технологических процессов, позволяющих глубже понимать сущность процессов, используемых в производстве изделий твердотельной электроники, а также планирования экспериментальной работы и обработки экспериментальных данных с использованием электронно-вычислительных машин.

2.В результате обучения студент должен освоить следующие компетенции:

владеть основами методов исследования, анализа, диагностики и моделирования свойств веществ (материалов), физических и химических процессов в них и в технологиях получения, обработки и модификации материалов, некоторыми навыками их использования в исследованиях и расчетах (ПК-3);

владеть навыками использования (под руководством) методов моделирования, оценки прогнозирования и оптимизации технологических процессов и свойств материалов, стандартизации и сертификации материалов и процессов (ПК-5);

владеть навыками сбора данных, изучения, анализа и обобщения научно-технической информации по тематике исследования, разработки и использования технической документации, основных нормативных документов по вопросам интеллектуальной собственности, подготовки документов к патентованию, оформлению ноу-хау (ПК-8);

3.Краткое содержание:

Основные принципы моделирования химических процессов. Физическое и математическое моделирование. Построение статических и динамических моделей. Решение прямых задач. Решение обратных задач. Установление адекватности математических моделей. Оптимизация химико-технологических процессов.

Формулировка задачи аппроксимации для описания экспериментальных зависимостей и получения эмпирических моделей процессов. Виды критериев аппроксимации. Критерий метода наименьших квадратов. Решение задачи аппроксимации для нелинейной и линейной по параметрам моделей.

Линейный регрессионный анализ для построения эмпирических моделей на основе данных пассивного эксперимента. Понятия функции отклика и факторов. Выбор вида уравнений регрессии, определение коэффициентов регрессии и их значимости с использованием критерия Стьюдента. Процедура исключения незначимых коэффициентов регрессии. Определение адекватности регрессионных моделей с помощью критерия Фишера. Критерий воспроизводимости и условия его применимости.

Основные положения теории планирования экспериментов: полный факторный эксперимент (ПФЭ) и обработка его результатов.

Основы классификация методов исследований. Управление. Система, объект, процесс. Основные типы уравнений математического описания химико-технологических процессов - конечные, обыкновенные дифференциальные и дифференциальные уравнения в частных производных.

Основные понятия химической кинетики. Особенности гетерогенных химических процессов. Методы определения кинетических характеристик химических реакций. Построение кинетических моделей.

Математическое моделирование простых гидравлических систем. Модели структуры потоков. Модель идеального перемешивания. Модель идеального вытеснения. Диффузионная модель. Ячеечная модель. Комбинированные модели.

Характеристика химических реакторов. Математические модели химических реакторов идеального перемешивания и идеального вытеснения. Сравнение химических реакторов идеального перемешивания и идеального вытеснения. Математическая модель каскада реакторов идеального перемешивания.

Математические модели простейших типов теплообменных аппаратов. Математическая модель противоточного теплообменника с сосредоточенными параметрами. Математическая модель противоточного абсорбционного аппарата.

Классификация и общий вид уравнений статистических моделей. Статистические модели объектов на основе пассивного и активного эксперимента (полный и дробный факторный эксперимент). Статистические модели области оптимума объекта исследования.

Оптимизация химико-технологических процессов. Задачи оптимального проектирования и управления. Выбор критериев оптимальности (целевых функций) и оптимизирующих переменных (ресурсов оптимизации). Методы решения оптимальных задач. Использование методов оптимизации для решения различных задач: оптимизации процессов с использованием их структурных моделей (численные методы оптимизации процессов) и эмпирических моделей (экспериментально-статистические методы оптимизации). Частные задачи оптимизации химических реакторов.

Связь с другими дисциплинами и разделами учебного плана

Необходимые предшествующие дисциплины	Последующие дисциплины и разделы учебного плана, базирующиеся на приобретенных компетенциях
Вычислительная математика, Общая и неорганическая химия, Аналитическая химия, Органическая химия, Физическая химия, Математика, Процессы и аппараты химической технологии, Общая химическая технология	Основы проектирования химических производств, Инженерные расчеты оборудования производств органического синтеза, Использование ЭВМ в химической технологии

Дисциплина Б2.В. ОД.7 «Физико-химические основы наукоемких технологий»

1.Цели освоения дисциплины Б2.В. ОД.7 «Физико-химические основы наукоемких технологий»:

сформировать у студентов систему знаний по основным законам современного естествознания и универсальным принципам и закономерностям возникновения новых современных технологий, определяющих пути развития научно-технического прогресса, а также развить способности для оценки последствий их профессиональной деятельности и принятия оптимальных решений

2.Содержание дисциплины Б2.В. ОД.7 «Физико-химические основы наукоемких технологий»

Основы физики. Механика. Колебательные и волновые процессы. Молекулярная физика и термодинамика. Электричество и магнетизм. Оптические системы. Элементы атомной физики и квантовой механики. Химическая термодинамика и кинетика. Реакционная способность веществ. Химические системы. Химическая идентификация

3.Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины Б2.В. ОД.7 «Физико-химические основы наукоемких технологий».