Inginerie fizică și chimică. Facultatea de inginerie fizică și chimică fundamentală. Esența noii unități structurale
1. Chimie Fizica Cuvinte cheie: scop, sarcini, metode de cercetare. Concepte de bază ale chimiei fizice.
Fiz. chimie - știința legilor proceselor chimice și chimice. fenomene.
Subiect al explicației de chimie fizică a chimiei. fenomene bazate pe legi mai generale ale fizicii. Chimia fizică ia în considerare două grupuri principale de probleme:
1. Studiul structurii și proprietăților unei substanțe și a particulelor sale constitutive;
2. Studiul proceselor de interacţiune a substanţelor.
Chimia fizică își propune să studieze relația dintre m/y fenomene chimice și fizice. Cunoașterea unor astfel de relații este necesară pentru a studia mai profund reacțiile chimice care apar în natură și sunt folosite în tehnologie. proceselor, controlează adâncimea și direcția reacției. Scopul principal al disciplinei Chimie fizică este studiul relațiilor și modelelor generale ale chimiei. procese bazate pe principii fundamentale fizică. Chimia fizică se aplică fizică. teorii și metode pentru fenomene chimice.
Se explică DE CE și CUM au loc transformările substanțelor: chimic. reacții și tranziții de fază. DE CE - termodinamica chimica. AS - cinetică chimică.
Concepte de bază ale chimiei fizice
Obiectul principal al chimiei. termodinamica este un sistem termodinamic. Termodinamic sistem - orice corp sau ansamblu de corpuri capabil să facă schimb de energie și materie cu el însuși și cu alte corpuri. Sistemele sunt împărțite în deschise, închise și izolate. deschis și eu - sistemul termodinamic schimbă cu mediul extern atât in-ţie cât şi energie. Închis și eu - un sistem în care nu există schimb de materie cu mediul, dar poate face schimb de energie cu acesta. izolat și eu -volumul sistemului ramane constant si este lipsit de posibilitatea de a face schimb cu mediul si energie si in-tion.
Sistemul poate fi omogen (omogen) sau eterogen (eterogen ). Fază - aceasta este o parte a sistemului, care în absența unui câmp de forță extern are aceeași compoziție în toate punctele sale și aceeași termodinamică. St. tu și separat de alte părți ale sistemului prin interfață. Faza este întotdeauna omogenă, adică. omogen, deci un sistem monofazat se numește omogen. Un sistem format din mai multe faze se numește eterogen.
Proprietățile sistemului sunt împărțite în două grupuri: extins și intensiv.
În termodinamică se folosesc conceptele de echilibru și procese reversibile. echilibru este un proces care trece printr-o serie continuă de stări de echilibru. Proces termodinamic reversibil este un proces care poate fi efectuat invers, fără a lăsa modificări în sistem și mediu.
2. I-a lege a termodinamicii. Energie internă, căldură, muncă.
Prima lege a termodinamicii legate direct de legea conservării energiei. Pe baza acestei legi, rezultă că în orice sistem izolat, alimentarea cu energie rămâne constantă. O altă formulare a primei legi a termodinamicii rezultă din legea conservării energiei - imposibilitatea creării unei mașini cu mișcare perpetuă (perpetuum mobile) de primul fel, care să producă muncă fără a cheltui energie pe ea. Formularea, deosebit de importantă pentru termodinamica chimică,
Primul principiu este exprimarea lui prin conceptul de energie internă: energia internă este o funcție de stare, i.e. modificarea sa nu depinde de traseul procesului, ci depinde doar de starea inițială și finală a sistemului. Modificarea energiei interne a sistemului U poate apărea prin schimbul de căldură Q si munca W cu mediul înconjurător. Apoi, din legea conservării energiei rezultă că căldura Q primită de sistem din exterior este cheltuită pentru creșterea energiei interne ΔU și munca W efectuată de sistem, i.e. Q=Δ U+V. Dat la alinierea este
expresia matematică a primei legi a termodinamicii.
euînceputul termodinamicii formularea sa:
în orice sistem izolat, alimentarea cu energie rămâne constantă;
diferite forme de energie trec una în alta în cantități strict echivalente;
mașină cu mișcare perpetuă (perpetuum mobil) de primul fel este imposibil;
energia internă este o funcție de stare, adică modificarea sa nu depinde de traseul procesului, ci depinde doar de starea inițială și finală a sistemului.
expresie analitică: Q = D U + W ; pentru o modificare infinitezimală a cantităților d Q = dU + d W .
Prima lege a termodinamicii stabilește raportul. m / y încălziți Q, lucrați A și schimbați int. energia sistemului ΔU. Modificați int. Energia sistemului este egală cu cantitatea de căldură comunicată sistemului minus cantitatea de muncă efectuată de sistem împotriva forțelor externe.
Ecuația (I.1) - notație matematică a legii I a termodinamicii, ecuația (I.2) - pentru o modificare infinitezimală a comp. sisteme.
Int. funcția de stare de energie; aceasta înseamnă că schimbarea-e ext. energia ΔU nu depinde de calea de tranziție a sistemului de la starea 1 la starea 2 și este egală cu diferența dintre valorile ext. energiile U2 și U1 în aceste stări: (I.3)
Int. Energia unui sistem este suma energiei potențiale a interacțiunii. toate particulele corpului m/y și energie kinetică mișcările lor (fără a lua în considerare energiile cinetice și potențiale ale sistemului în ansamblu). Int. energia sistemului depinde de natura insulei, masa acesteia și de parametrii stării sistemului. Are vârsta. cu o creștere a masei sistemului, deoarece este o proprietate extinsă a sistemului. Int. energia se notează cu litera U și se exprimă în jouli (J). În cazul general, pentru un sistem cu o cantitate de 1 mol. Int. energie, ca orice termodinamică. St. în sistem, funcția yavl-Xia comp. Direct în experiment, doar schimbări în interior energie. De aceea în calcule se operează întotdeauna cu modificarea sa U2 –U1 = U.
Toate modificările la interior energiile sunt împărțite în două grupe. Prima grupă include doar prima formă de tranziție a mișcării prin ciocniri haotice a moleculelor a două corpuri alăturate, adică. prin conducţie (şi în acelaşi timp prin radiaţie). Măsura mișcării transmise în acest mod este căldura. concept căldură asociat cu comportamentul unui număr mare de particule - atomi, molecule, ioni. Sunt într-o mișcare haotică (termică) constantă. Căldura este o formă de transfer de energie. A doua modalitate de a face schimb de energie este Loc de munca. Acest schimb de energie se datorează acțiunii efectuate de sistem, sau acțiunii efectuate asupra acestuia. De obicei, munca este desemnată prin simbol W. Munca, ca și căldura, nu este o funcție a stării sistemului, astfel încât valoarea corespunzătoare muncii infinitezimale este notă cu simbolul derivatei parțiale - W.
Cei mai capabili aplicanți, care au cunoștințe bune și note la certificat, aleg fără ezitare Universitatea de Stat din Moscova. Dar aici cu facultate nu se poate defini rapid. Cea mai cunoscută universitate din țara noastră are o mulțime de diviziuni structurale. Una dintre ele aparține domeniului ingineriei fizice și chimice fundamentale - FFFHI MGU.
Apariția facultății și motivele deschiderii acesteia
Facultatea este o subdiviziune structurală destul de tânără. Predă din 2011. Cu toate acestea, în 2011 nu a fost creat de la zero. Apariția sa a fost asociată cu transformarea Facultății de Fizică și Chimie, care există din 2006 și formează specialiști în domeniul chimiei și fizicii.
Deschiderea FFFHI nu este o dorință obișnuită a conducerii Universității de Stat din Moscova. Întemeierea unui nou unitate structurală a fost provocată de dezvoltarea universității, schimbări în lume, progres științific. Facultatea de Inginerie Fizica si Chimica Fundamentala a fost chemata sa asigure furnizarea de tehnologii de ultima generatie.
Esența noii unități structurale
Universitatea declară că ingineria modernă se confruntă cu o anumită sarcină. Constă în consolidarea componentei tehnologice a învățământului clasic de științe ale naturii, implementarea unei pregătiri interdisciplinare în domeniul chimiei, fizicii și biologiei. Angajații Universității de Stat din Moscova spun că acei studenți care studiază în această unitate structurală pot implementa idei științifice și de inginerie inovatoare în practică după absolvire.
Ce este facultatea în realitate? FFFHI MSU antrenează cu adevărat specialiști moderni. Elevii în procesul de învățare primesc cunoștințe din diferite domenii, învață să le combine și, datorită acestei abordări neobișnuite, rezolvă anumite probleme practice. Există o componentă de inginerie în procesul educațional. Este reprezentat de discipline precum bazele științei materialelor de design, industrie și management al inovării, etc. În plus, se desfășoară formare universitară fundamentală. Constă în predarea disciplinelor legate de matematică, biologie, fizică și chimie.
„Matematică și fizică aplicată”
FFFHI MSU are 2 departamente în structura sa organizatorică. Unul dintre ele este legat de ingineria fizicii stării solide. Acest departament oferă 1 program de licență - „matematică aplicată și fizică”. Direcția este axată pe pregătirea personalului științific și tehnologic științific-ingineresc.
Absolvenții se regăsesc în diferite domenii ale vieții. Cineva după ce a primit o diplomă este angajat în activități de cercetare, cineva alege sfera de înaltă și tehnologii înalteși se încearcă în activități inovatoare, de design și producție și tehnice. Unii dintre absolvenți decid să aprofundeze cunoștințe și să intre în programul de master al departamentului, care poartă același nume ca în programul de licență.
„Chimie fundamentală și aplicată”
Al doilea departament al facultății este legat de inginerie fizică chimică. Este responsabilă de pregătirea specialiștilor cu drepturi depline (nu de licență) în cadrul programului „Chimie fundamentală și aplicată”. Specialitatea este interesantă. Studenții în timpul studiilor explorează procesele chimice care au loc în natură sau în laborator, identifică tiparele generale ale cursului lor și caută modalități de a controla aceste procese.
„Chimie fundamentală și aplicată” (precum și programele de studiu anterioare ale FFFHI MSU) deschide mai multe căi pentru studenți în viață. Elevii se confruntă cu alegerea activităților în care să se angajeze în viitor. După absolvire, puteți:
- a desfășura activități de cercetare (a fi om de știință);
- mergeți în sfera cercetării și producției (deveniți specialist în orice întreprindere legată de procese chimice);
- a face activitate pedagogică(a deveni profesor).
Informații despre comisia de admitere a Universității de Stat din Moscova
Axat pe formare de înaltă calitate. Universitatea nu „timbra” specialisti doar cu cruste. De aceea, numărul de locuri (atât bugetare, cât și cu plată) la Facultatea de Inginerie Fizică și Chimică este limitat. La „matematică și fizică aplicată” posibilitatea de a obține o educație gratuită este oferită doar pentru 15 persoane. Sunt ceva mai multe locuri la buget la „chimie fundamentală și aplicată”. Sunt 25 dintre ei.
Sunt foarte puține locuri de plată. În ambele programe sunt doar 5. Educația plătită la FFFHI nu este o plăcere ieftină. Pentru un an universitar studenții Facultății de Inginerie Fizică și Chimică contribuie cu puțin mai mult de 350 de mii de ruble. Pretul se schimba putin in fiecare an. Îl puteți verifica în comitetul de admitere al Universității de Stat din Moscova.
Examenele de admitere și nota de promovare
„Matematică aplicată și fizică” – direcția, care prevede 4 examene de admitere. Solicitanții sub forma examenului unificat de stat promovează limba rusă, fizica și matematica. Un test suplimentar efectuat la Universitatea de Stat din Moscova este o lucrare scrisă de matematică. La „chimie fundamentală și aplicată” sunt și mai multe examene. Limba rusă, fizica, matematica și chimia trebuie susținute sub forma examenului unificat de stat. În plus, chimia este luată în formă scrisă la universitate.
Concurența și scorul de trecere sunt destul de mari. Au existat 276 de aplicații pentru „matematică și fizică aplicată” în 2017. Aceasta înseamnă că aproximativ 18 persoane au aplicat pentru 1 loc. Scorul de trecere la FFFHI MSU a fost de 276. 218 de persoane și-au exprimat dorința de a se înscrie la „chimie fundamentală și aplicată”. Concursul a însumat 8,72 persoane pentru 1 loc, iar scorul de promovare a fost de 373.
Ce îi așteaptă pe candidați
Studiul la FFFHI este dificil, dar interesant. Disciplinele sunt predate de specialiști cu înaltă calificare, oameni de știință ai Academiei Ruse de Științe. În clasă, ei nu doar prezintă material teoretic, ci oferă și exemple din propriile lor practica stiintifica. Activ în facultate activități educaționale se folosesc tehnologii moderne. Ele ușurează viața studenților - reduc încărcarea sălii de clasă, măresc volumul muncă independentă.
Foarte fapt interesant despre facultate - studenții deja în timpul studiilor încep să câștige vechime, salariu. Acest lucru se întâmplă pentru că unitatea structurală își înscrie studenții în personalul institutului de bază. Scopul unei astfel de acțiuni este de a crește interesul pentru învățare, de a dobândi noi cunoștințe și abilități, de a încuraja o atitudine mai responsabilă față de muncă și de a oferi sprijin material.
Educația de la Facultatea de Inginerie Fizică și Chimică Fundamentală este o nouă formă de educație inginerească care răspunde cerințelor vremurilor și provocărilor științei în secolul XXI. Educația la facultate este menită să consolideze componenta tehnologică a învățământului clasic de științe naturale, vizează implementarea unei pregătiri interdisciplinare inovatoare a specialiștilor din domeniul fizicii, chimiei și biologiei.
Să se angajeze în cercetare științifică la institutele de bază ale Academiei Ruse de Științe (Institutul de Fizică a Solidelor al Academiei Ruse de Științe și Institutul de Probleme de Fizică Chimică al Academiei Ruse de Științe) sub îndrumarea unui mentor științific personal pentru 1-3 cursuri se alocă 1 zi pe săptămână în curriculum, de la 4 cursuri - 2 zile pe săptămână. Deținere cercetare științifică oficializate în cadrul execuţiei lucrări de termen.
Multe lucrări trimestriale sunt aduse la nivelul de finalizat munca stiintifica, iar studenții prezintă aceste lucrări la conferințe științifice și ca publicații în reviste științifice. Pentru fiecare student, subiectele lucrărilor trimestriale din secțiunile de chimie, fizică și subiecte interdisciplinare sunt selectate în așa fel încât toate lucrările să fie unite printr-o sarcină comună și efectuate într-un singur laborator. Acest lucru vă permite să acumulați material experimental semnificativ pentru teză și apoi munca candidatului.
interdisciplinară Instruire la Facultate (Fizică + Chimie + Biologie) permite studenților să fie introduși în mod eficient în activitatea științifică pe subiecte interdisciplinare ale domeniilor strategice de descoperire tehnologică, definite de Președintele Federației Ruse: „Eficiența energetică, economisirea energiei și dezvoltarea de noi tipuri de Combustibil” și „Tehnologii medicale, echipamente de diagnosticare și medicamente noi”. Relevanța subiectelor științifice este o condiție prealabilă pentru munca științifică a studenților.
Facultatea introduce activ modernul tehnologii educaționaleși servicii interactive care permit, fără a reduce calitatea educației, reducerea încărcăturii clasei și creșterea ponderii muncii independente a elevilor, transformarea elevilor în participanți activi la procesul de învățare, creșterea proporției de contacte individuale cu profesorul și crearea unui traiectorie educațională individuală pentru fiecare elev. Oamenii de știință ai Academiei Ruse de Științe cu experiență de predare sunt implicați activ în predarea la facultate. Cursuri de pregatire profesorii facultății sunt mobil actualizați și țin pasul cu vremurile, sunt interesanți, percepuți activ, deoarece sunt furnizate cu exemple din practica științifică reală și un experiment demonstrativ. Acest lucru trezește interesul elevilor față de materie și duce la o asimilare mai profundă și mai completă a materialului.
Decan - Academician al Academiei Ruse de Științe Aldoshin Sergey Mikhailovici
În prezent, problema integrării educației, cercetării științifice fundamentale și industriilor de înaltă tehnologie este acută în Rusia, fără de care existența unui stat foarte dezvoltat, independent din punct de vedere economic este imposibilă. Una dintre cele mai promițătoare modalități de a rezolva această problemă este combinarea educației universitare fundamentale a studenților cu specializarea pe baza centrelor de cercetare active. Academia RusăȘtiințe (RAS). Acest principiu se află în centrul organizației proces educațional facultate.
La facultate, studenții studiază în trei catedre: inginerie fizică solidă (zona de pregătire „Matematică și Fizică Aplicată”); inginerie fizică chimică (specialitatea „Chimie fundamentală și aplicată”); materiale de inginerie pentru aviație și spațiu (specialitatea „Chimie fundamentală și aplicată”).
Pentru cercetare științifică la institutele de bază ale Academiei Ruse de Științe (Institutul de Fizică a Statelor Solide al Academiei Ruse de Științe și Institutul de Probleme de Fizică Chimică al Academiei Ruse de Științe) sub îndrumarea unui mentor științific personal pentru 1 –3 cursuri, 1 zi pe săptămână sunt alocate în curriculum, de la 4 cursuri - 2 zile pe săptămână. Efectuarea cercetării științifice este formalizată în cadrul lucrărilor de termen. Multe lucrări la termen sunt aduse la nivelul lucrărilor științifice finalizate, iar studenții prezintă aceste lucrări la conferințe științifice și sub formă de publicații în reviste științifice. Pentru fiecare student, subiectele lucrărilor trimestriale din secțiunile de chimie, fizică și subiecte interdisciplinare sunt selectate în așa fel încât toate lucrările să fie unite printr-o sarcină comună și efectuate într-un singur laborator. Acest lucru vă permite să acumulați material experimental semnificativ pentru teză și apoi munca candidatului. Pregătirea interdisciplinară la Facultate (Fizică + Chimie + Biologie) face posibilă introducerea efectivă a studenților în activitatea științifică pe subiecte interdisciplinare ale domeniilor strategice de descoperire tehnologică definite de Președintele Federației Ruse: „Eficiența energetică, economisirea energiei și dezvoltarea de noi tipuri de combustibil” și „Tehnologii medicale, echipamente de diagnosticare și medicamente noi”. Relevanța subiectelor științifice este o condiție prealabilă pentru munca științifică a studenților.
Facultatea implementează în mod activ tehnologii educaționale moderne și servicii interactive care permit, fără a compromite calitatea educației, reducerea încărcăturii clasei și creșterea ponderii muncii independente a studenților, transformarea studenților în participanți activi la procesul de învățare, creșterea ponderii contacte individuale cu profesorul și creează o traiectorie educațională individuală pentru fiecare elev. Oamenii de știință ai Academiei Ruse de Științe cu experiență de predare sunt implicați activ în predarea la facultate. Cursurile de formare ale cadrelor didactice din facultate sunt permanent actualizate și țin pasul cu vremurile, sunt interesante, percepute activ, deoarece sunt furnizate cu exemple din practica științifică reală și un experiment demonstrativ. Acest lucru trezește interesul elevilor față de materie și duce la o asimilare mai profundă și mai completă a materialului.
Educația de la Facultatea de Inginerie Fizică și Chimică Fundamentală este o nouă formă de educație inginerească. Pregătirea este concepută pentru a consolida componenta tehnologică a educației clasice în științe ale naturii, vizează implementarea unei pregătiri interdisciplinare inovatoare a specialiștilor din domeniul fizicii, chimiei și biologiei și combină:
· învățământ universitar fundamental care vizează cunoașterea și înțelegerea principiilor științifice de bază cu explicațiile acestora; · educația inginerească și formarea specialiștilor pentru implementarea în practică a ideilor științifice și inginerești inovatoare; · activitatea științifică continuă a studenților, începând din anul I, la institutele de bază ale Academiei Ruse de Științe, la șantierele de inginerie și tehnologie ale facultății.
Procesul de învățământ la facultate vizează formarea pe bază de fizică și cunoștințe chimice specialisti de inalta calificare capabili sa proiecteze procese, metode, reactii si tehnologii care sa asigure crearea de noi substante, materiale si sisteme artificiale complexe cu proprietatile dorite. Regiuni activitate profesională Facultatea absolventă, în special, sunt:
· eficiența energetică și economisirea energiei, inclusiv dezvoltarea de noi tehnologii promițătoare de energie, bio și chimice (surse alternative de energie, tehnologii de conversie a energiei ecologice și economisind resurse, tehnologii de creștere); · inginerie fizică a stării solide, în special, ingineria de noi materiale promițătoare cu proprietăți funcționale specificate (electrice, optice, magnetice etc.); dezvoltarea de noi tehnologii pentru obținerea unor astfel de materiale și dispozitive pe baza acestora; Probleme aplicate de fizica si chimia arderii si exploziei, cinetica complexului reacții chimiceși procese la temperatură înaltă; · Ingineria materialelor structurale pentru aviație și spațiu; · tehnologii moderne de prelucrare profundă a hidrocarburilor în produse petrochimice de valoare, dezvoltarea și modernizarea proceselor de obținere a celor mai importante produse petrochimice pe bază de petrol și materii prime non-petroliere.
Componenta de inginerie proces educațional presupune studiul disciplinelor din blocul de discipline și discipline de inginerie în inovarea inginerească, în special, cum ar fi: știința materialelor fundamentale ale proiectării, modelarea computerizată a proceselor și instalațiilor tehnologice, calculul și proiectarea instalațiilor pilot, managementul cunoștințelor, fundamentele inovării. , managementul inovării în industrie. Pe baza pregătirii universitare fundamentale primite la facultate (planul de învățământ include discipline de blocuri matematice, fizice, chimice și biologice), a experienței muncii științifice și ca urmare a stăpânirii disciplinelor blocurilor de inginerie și inovare, studentul devine pregătit pentru rezolvarea sarcinii principale a activității de inginerie inovatoare: stăpânește capacitatea de a combina cunoștințele fundamentale și aplicate din domenii conexe (fizică, chimie, biologie) și de a le folosi într-un mod neașteptat în scopuri practice pentru a rezolva o problemă specifică.
