Università degli Studi di Napoli "Parthenope"

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico: 
2018/2019
Tipologia di insegnamento: 
Base
Tipo di attività: 
Obbligatorio
Corso di afferenza: 
Corso di Laurea triennale (DM 270) in SCIENZE BIOLOGICHE
Settore disciplinare: 
CHIMICA FISICA (CHIM/02)
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
6
Anno di corso: 
1
Docenti: 
Ciclo: 
Secondo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
48

Obiettivi

Il corso è dedicato alla termodinamica d’equilibrio.
Conoscenza e capacità di comprensione: Lo studente deve dimostrare di conoscere e saper comprendere le problematiche relative agli aspetti di bioenegetica e di convertibilità dell'energia.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente deve dimostrare di saper utilizzare i concetti acquisiti e gli strumenti necessari per procedere alla determinazione delle variazioni delle funzioni di stato termodinamiche (energia intera, entalpia, entropia, energia di Gibbs) e allo studio degli stati di equilibrio chimico e di fase.

Autonomia di giudizio: Lo studente deve essere in grado di sapere valutare in maniera autonoma le situazioni diverse da quelle standard presentate dal docente durante il corso e di adottare le migliori metodologie risolutive.

Abilità comunicative: Lo studente deve acquisire la terminologia corretta ed essere in grado di articolare la spiegazione dei fenomici fisici in relazione ai concetti acquisiti.

Capacità di apprendimento: Allo studente viene data la possibilità di consultare testi diversi e testi dalla letteratura scientifica (anche in lingua inglese) allo scopo di acquisire la capacità di approfondire gli argomenti del settore.

Prerequisiti

Matematica, Chimica generale ed inorganica
- derivate e integrali delle funzioni elementari
- concetto di lavoro ed energia in fisica
- elementi di base della chimica generale (concetto di mole, bilanciamento delle reazioni); nomenclatura di base

Contenuti

Stati fisici della materia. Forza ed energia. Pressione. Temperatura. Principio zero della termodinamica.

Leggi dei gas ideali. Equazione di stato. Teoria cinetica del gas ideale. Miscela di gas ideali. Interazioni intermolecolari. Gas reali. Fattore di compressibilità.

Il calore come forma di energia interna. Il lavoro meccanico. L’energia interna. Il primo principio della termodinamica. Capacità termiche. L’entalpia. Proprietà dell’energia interna e dell’entalpia. Legge di Hess. Legge di Kirchhoff. Energetica dei sistemi viventi.

Trasformazioni spontanee. Trasformazioni reversibili ed irreversibili. L’entropia. L’interpretazione statistica dell’entropia.
L’energia di Helmholtz. L’energia di Gibbs. Le proprietà dell’energia di Helmholtz e dell’energia di Gibbs. Lavoro massimo e lavoro utile.

Stabilità delle fasi. I diagrammi di stato. Regola delle fasi. Equilibri liquido-gas e liquido-liquido. Equazione di Clausius-Clapeyron. Leggi di Raoult e di Henry. Le transizioni di fase dei sistemi biologici.
L’energia di Gibbs di reazione. Dipendenza dalla temperatura e dalla pressione degli equilibri chimici. I catalizzatori. Bioenergetica delle reazioni chimiche. I cicli biochimici.
Cinetica chimica descrittiva. Le velocità di una reazione chimica. L’equazione di Arrhenius. Principi di spettroscopia.
Il programma si svolgerà attraverso due prove inter-corso, valide per il superamento della prova finale, così come indicato nella sezione "modalità di verifica dell'apprendimento"

Metodi didattici

Lezioni frontali

Verifica dell'apprendimento

L’obiettivo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di raggiungimento degli obiettivi formativi precedentemente indicati.
L’esame è strutturato in due prove inter-corso in cui lo studente è chiamato a risolvere degli esercizi sugli argomenti spiegati in classe (5 esercizi numerici o teorici da svolgere in 2 ore).
La prova orale viene sostenuta alla fine del corso, con la quale sarà valutata la capacità di collegare e confrontare aspetti diversi trattati durante il corso.
Se le due prove inter-corso hanno entrambe ottenuto la piena sufficienza (>=18), il candidato è lasciato libero di scegliere di verbalizzare questa valutazione come voto finale; diversamente lo studente deve sostenere una prova orale in cui viene anche chiesto lo svolgimento di esercizi ed esempi trattati durante il corso.
L'esame si intende superato se il punteggio conseguito è superiore o uguale a 18.

Testi

Atkins & de Paula. Chimica-fisica per scienze Biologiche. Volume I. Zanichelli.
Dispense e lucidi dal corso.

Altre informazioni