Ateneo - UPO

Il corso prevede l'introduzione principali concetti di termodinamica classica necessari alla definizione del concetto di energia e della spontaneità delle reazioni chimiche e trasformazioni fisiche. Verranno trattati i principali processi chimico-fisici rilevanti per la dinamica del clima e dell'ambiente con particolare attenzione all'impatto della produzione di energia sui cambiamenti climatici.

Appunti forniti dal docente;
P.W. Atkins e J. De Paula, "Chimica Fisica", Zanichelli
Colin Baird, "Chimica Ambientale", Zanichelli.
B. J. Finlayson-Pitts e J. N. Pitts, “Atmospheric Chemistry”, John Wiley and Sons.

Il corso si articola in lezioni frontali in cui verranno insegnati allo studente i principi fondamentali che governano le proprietà ed il comportamento della materia mediante un approccio macroscopico/ fenomenologico ma anche microscopico. Vengono forniti gli strumenti interpretativi necessari alla comprensione del problema ambientale ed energetico e alla valutazione delle sue possibili soluzioni.

Conoscenze derivanti dai corsi di base di Chimica Generale, di Matematica e di Fisica.

Lezioni frontali in aula, esercitazioni guidate ed eseguite dagli studenti, sessioni di discussione collegiale. Durante il corso gli studenti verranno stimolati ad interagire con il docente e la risoluzione di esercizi in sessioni collegiali permetterà di stimolare l’applicazione delle conoscenze, le capacità di apprendere e l’autonomia di giudizio.

Le lezioni teoriche prevedono molti esempi pratici. Specie per la parte di termodinamica gli studenti sono chiamati a svolgere esercizi alla lavagna ed a discutere dei risultati collegialmente. Sarà richiesta l'elaborazione di un breve seminario per approfondire le tematiche ambientali ed energetiche.

La valutazione della preparazione avverrà con una prova orale. La sufficienza viene raggiunta mostrando conoscenze e abilità di base sugli argomenti trattai nel corso e il possesso di un lessico adeguato. L’eccellenza si raggiunge dimostrando di conoscere in modo approfondito gli argomenti richiesti in sede di esame orale e dimostrando senso critico. L'esame orale consta di alcune domande sui vari argomenti di trattati, con l'obiettivo di valutare in modo esteso e approfondito la preparazione del candidato, il senso critico e la capacità di apprendere.
L’abilità comunicativa degli studenti verrà valutata durante l’esame orale in relazione al linguaggio usato dagli studenti per rispondere ai vari quesiti posti.

Fondamenti della termodinamica classica e delle sue applicazioni in situazioni reali. In dettaglio verranno trattati: Richiami dei principi della termodinamica classica; funzioni energia interna, entalpia ed entropia. Termochimica. Funzioni di Helmholtz e Gibbs. Cambiamenti di fase e trasformazioni fisiche. Diagrammi di fase. Reazioni chimiche ed equilibrio chimico. Introduzione alle problematiche di tipo ambientale: il problema dell'Inquinamento antropogenico e deplezione dello strato di ozono, interazione radiazione-materia, effetto serra e modelli di bilancio energetico, il concetto di aerosol troposferico. Le principali fonti di energia non rinnovabili e loro impatto sull'ambiente. Fonti energetiche rinnovabili: radiazione solare e processi termici, fotosintesi e biomasse, effetto fotovoltaico, energia nucleare.

Conoscenza e comprensione: conoscenza dei principi e dei metodi di base della Termodinamica Classica; conoscenza delle principali funzioni di stato e delle loro relazioni, del calcolo di calore, lavoro e efficienza; conoscenza del concetto e dell’utilizzo del potenziale chimico, anche in relazione alle leggi dell’equilibrio chimico; applicazione a semplici problemi modello. Conoscenza dei principi di base degli effetti dell'inquinanamento sull'ambiente. Comprensione dei principali effetti dell'attivita' umana sul clima terrestre con particolare attenzione alle fonti energetiche. Preparazione di base sulle varie fonti energetiche e discussione dei vantaggi e svantaggi associati.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: capacità di risolvere problemi fisici e chimici che coinvolgono leggi termodinamiche; ; abilità nel riconoscere e quantificare gli elementi legati alla termodinamica in problemi e processi complessi; capacità di utilizzare le conoscenze acquisite nel campo delle problematiche ambientali e dell'energia per la comprensione di dati simulati o inerenti ad un problema reale.

Autonomia di giudizio: capacità di analizzare con senso critico gli elementi legati alla termodinamica classica e agli aspetti energetici e ambientali trattati.
Abilità comunicative: abilità di relazionare su argomenti scientifici, e in particolare chimico-fisici, in maniera precisa, concisa e chiara, sia per iscritto che oralmente. Viene valutato in sede di esame analizzando il linguaggio usato dagli studenti nel rispondere alle domande orali.

Capacità di apprendimento: capacità di utilizzare il materiale didattico per uno studio critico e ragionato, anche per una successiva autonoma acquisizione di conoscenze superiori e per un aggiornamento continuo.