Facolta´ di Agraria
Corso di Laurea in Tecnologie Alimentari
Programma del Corso di Chimica Fisica
Prof. L. D´Alessio
1. Principio zero della termodinamica
Variabili di stato, stati di equilibrio, funzioni di
stato, equazione di stato, superficie caratteristica, gas perfetto, distribuzione
delle energie e delle velocita` molecolari, velocita` quadratica media,
gas reali, interazioni intermolecolari, fattore di compressibilita`, equazioni
di stato del viriale, equazione di Van der Waals, parametri critici, variabili
ridotte, stati corrispondenti.
2. Primo principio della termodinamica
Energia interna, lavoro, calore, calore specifico, calore
molare, coefficiente di espansione termica e di compressibilita` isoterma,
entalpia, dipendenza dell´energia interna e dell´entalpia
dalle variabili di stato, processi isotermi e adiabatici, coefficiente
di compressibilita` adiabatica, velocita` del suono in un gas, espansione
isoentalpica, coefficiente di Joule-Thompson, curva d´inversione,
liquefazione dei gas.
3. Termochimica
Legge di Hess, equazioni termochimiche, cicli termochimici,
entalpia standard di reazione, entalpia di formazione, entalpia di combustione,
entalpia di atomizzazione, entalpia di legame, entalpia reticolare, ciclo
di Born-Haber, equazione di Kirchhoff e sua integrazione, metabolismo energetico,
valore calorico degli alimenti, quoziente respiratorio, calorimetria indiretta,
metabolismo basale.
4. Secondo e terzo principio della termodinamica
Trasformazioni reversibili e irreversibili, macchine
termiche e macchine frigorifere, rendimento, coefficiente di prestazione,
entropia e disordine, sistemi complessi e strutture dissipative, dipendenza
dell´entropia dalle variabili di stato, entropia assoluta, lavoro
massimo, energia libera ed entalpia libera, bioenergetica, ciclo dell´ATP,
potenziali termodinamici, equazioni di Maxwell.
5. Condizioni di equilibrio
Equilibri di fase, diagrammi di stato, equazione di
Clausius-Clapeyron e sua integrazione, potenziale chimico, variazione
di energia libera standard di una reazione, affinita', equilibrio chimico,
fugacita`, attivita`, stati di riferimento, equazione di Gibbs-Helmholtz,
equazione di van´t Hoff e sua integrazione, funzioni di Giauque,
compilazioni di dati termodinamici, calcolo assoluto dell'equilibrio chimico.
6. Cinetica chimica
Velocita` di reazione, ordine di reazione, meccanismo,
molecolarita`, reazioni di ordine zero, primo, secondo, tempo di dimezzamento,
decadimento radioattivo, datazione con radiocarbonio, polarimetria, inversione
del saccarosio, reazioni parallele, consecutive, opposte, equazione di
Arrhenius, energia di attivazione, catalisi omogenea, eterogenea, enzimatica,
reazioni oscillanti e sistemi caotici.
7. Meccanica quantistica
Crisi della meccanica classica, osservabili e operatori,
funzioni d'onda, livelli energetici, equazione di Schrodinger, particella
nella scatola, oscillatore armonico, rotatore rigido, spettroscopia atomica
e molecolare.
8. Termodinamica statistica
Probabilità termodinamica, stati di equilibrio,
statistica di Boltzmann, funzione di ripartizione, livelli traslazionali,
rotazionali, vibrazionali, elettronici, processi irreversibili, fenomeni
di trasporto, diffusione, conduzione del calore, viscosità, fenomeni
di aggregazione, metodi di simulazione numerica.
Testo consigliato
P. W. Atkins, Elementi di Chimica Fisica, Zanichelli.
Letture consigliate
1) S. Carra', La formazione delle strutture, Bollati Boringhieri, 1989.
2) M. L. Dalla Chiara, G. Toraldo di Francia, Introduzione alla filosofia
della scienza, Laterza, 1999.
3) G. Gamov, Trent'anni che sconvolsero la fisica, La storia della teoria
dei quanti, Zanichelli, 1993.
4) R. Gilmore, Alice nel paese dei quanti, Cortina, 1996.
5) J. Gleick, Caos, La nascita di una nuova scienza, Rizzoli, 1989.
6) D. R. Hofstadter, Godel, Escher, Bach, Un'eterna ghirlanda brillante,
Adelphi, 1990.
7) B. B. Mandelbrot, Gli oggetti frattali, Einaudi, 1987.
8) P. Musso, Filosofia del caos, Franco Angeli, 1997.
9) I. Peterson, Il turista matematico, Rizzoli 1991.
10) K. R. Popper, Logica della scoperta scientifica, Einaudi, 1995.
11) I. Prigogine, I. Stengers, La nuova alleanza, Metamorfosi della
scienza, Einaudi 1993.
12) B. Sapoval, Universalites et fractales, Flammarion, 1997.
13) I. Stewart, Dio gioca a dadi ?, Bollati Boringhieri, 1993.
14) S. H. Strogatz, Nonlinear dynamics and chaos, With applications to
physics, biology, chemistry and engineering, Addison Wesley, 1994.
15) A. Vulpiani, Determinismo e caos, Nuova Italia Scientifica, 1994.