Μαθήματα

Διδακτέα Ύλη Μαθήματος:

1. Ἐν ἀρχῇ ἦν τά ἂτομα

2. Το κβαντομηχανικό μοντέλο του ατόμου

3. Περιοδικός πίνακας και περιοδικές ιδιότητες των στοιχείων

4. Χημικός δεσμός

5. Μοριακή δομή και τροχιακά

6. Στοιχειομετρία και χημικές αντιδράσεις

7. Ενέργεια και θερμοχημεία

8. Καταστάσεις της ύλης, διαμοριακές δυνάμεις και διαλύματα

9. Οξέα και βάσεις

10. Ισορροπίες οξέων και βάσεων

11. Διαλυτότητα και ισορροπίες συμπλόκων ιόντων

12. Χημική θερμοδυναμική

13. Ηλεκτροχημεία

Περιεχόμενα Μαθήματος:

• Βασική διανυσματική άλγεβρα. Εσωτερικό, εξωτερικό, μεικτό γινόμενο διανυσμάτων. Εξισώσεις επιπέδων, ευθειών στον χώρο. Πολικές, κυλινδρικές, σφαιρικές συντεταγμένες Παραμετρική παράσταση καμπύλης. Παράγωγος και ολοκλήρωμα διανυσματικών συναρτήσεων. Ταχύτητα, επιτάχυνση. Συναρτήσεις δύο και περισσοτέρων μεταβλητών. Μερικές Παράγωγοι συναρτήσεων πολλών μεταβλητών, div, grad, Curl. Κανόνας αλυσίδας. Κατευθυνόμενη παράγωγος. διανύσματα κλίσης και εφαπτόμενα επίπεδα.  Μέγιστα και ελάχιστα συναρτήσεων πολλών μεταβλητών. Πολλαπλασιαστές Lagrange. Επικαμπύλια Ολοκληρώματα. Έργο δύναμης, Συντηρητικά πεδία. Διπλά τριπλά ολοκληρώματα. Εφαρμογές στη Φυσική και την Γεωμετρία (Υπολογισμός όγκων, ροπών αδράνειας,). Το Θεώρημα του Green, διανυσματική διατύπωση θεωρήματος Green. Επιφανειακά Ολοκληρώματα. Παραμετρική παράσταση επιφανειών και εφαρμογές στη ροή των ρευστών. Το Θεώρημα του Stokes. Το Θεώρημα της Απόκλισης.

Περιεχόμενα Μαθήματος:

Βασική διανυσματική άλγεβρα. Εσωτερικό, εξωτερικό, μεικτό γινόμενο διανυσμάτων. Εξισώσεις επιπέδων, ευθειών στον χώρο. Πολικές, κυλινδρικές, σφαιρικές συντεταγμένες Παραμετρική παράσταση καμπύλης. Παράγωγος και ολοκλήρωμα διανυσματικών συναρτήσεων. Ταχύτητα, επιτάχυνση. Συναρτήσεις δύο και περισσοτέρων μεταβλητών. Μερικές Παράγωγοι συναρτήσεων πολλών μεταβλητών, div, grad, Curl. Κανόνας αλυσίδας. Κατευθυνόμενη παράγωγος. διανύσματα κλίσης και εφαπτόμενα επίπεδα.  Μέγιστα και ελάχιστα συναρτήσεων πολλών μεταβλητών. Πολλαπλασιαστές Lagrange. Επικαμπύλια Ολοκληρώματα. Έργο δύναμης, Συντηρητικά πεδία. Διπλά τριπλά ολοκληρώματα. Εφαρμογές στη Φυσική και την Γεωμετρία (Υπολογισμός όγκων, ροπών αδράνειας). Το Θεώρημα του Green, διανυσματική διατύπωση θεωρήματος Green. Επιφανειακά Ολοκληρώματα. Παραμετρική παράσταση επιφανειών και εφαρμογές στη ροή των ρευστών. Το Θεώρημα του Stokes. Το Θεώρημα της Απόκλισης.

Πρόγραμμα (ωρολόγια)

Θεωρία:   Πέμπτη  9:00-11:00  και  Παρασκευή 10:00-12:00

Φροντιστηριακές  ασκήσεις:  Τρίτη 14:00-15:00

Ύλη από τα προτεινόμενα βιβλία

Βιβλίο:  Απειροστικός Λογισμός, W. Briggs, L. Cochran, B. Gillet                                                                     

• Κεφάλαιο 12,  εκτός από Παράγραφο  12.9                                 
• Κεφάλαιο 13                                                                                   
• Κεφάλαιο 14  εκτός τις Παράγραφους 14.3,14.5, 14.7                      
• Κεφάλαιο 15                                                                                                                                                                                        

Βιβλίο: Thomas  Απειροστικός Λογισμός,  J.Hass, C. Heil, M. Weir

• Κεφάλαιο 12
• Κεφάλαιο 13, Παράγραφοι 13-1 έως και 13.4
• Κεφάλαιο 14 εκτός από Παράγραφο 14.9
• Κεφάλαιο 15 εκτός από Παραγράφους 15.4, 15.7, 15.8
• Κεφάλαιο  16

Εισαγωγή στο λογισμικό Matlab

Πράξεις - Εισαγωγή μεταβλητών - Μιγαδικοί Αριθμοί - m-files

Συναρτήσεις - Αναδρομικές Συναρτήσεις - Εξωτερικά αρχεία

Πίνακες - Πολυώνυμα - Γραφήματα

Συμβολικές Μεταβλητές - Παράγωγοι - Ολοκληρώματα

Ιστογράμματα - Τρισδιάστατα Συμβολικά Διαγράμματα

Επίλυση γραμμικών συστημάτων στο λογισμικό Matlab με χρήση του Symbolic Math Toolbox

Eργαστηριακές ασκήσεις

Τεχνικές μέτρησης ζωντανών κυττάρων. Τεχνικές χρώσης μικροοργανισμών. Ανάπτυξη μικροοργανισμών. Απομόνωση και καλλιέργεια βακτηρίων και μυκήτων. Έλεγχος ευαισθησίας σε ποικιλία αντιβιοτικών. Βασικές μικροβιολογικές παράμετροι για τον έλεγχο των υδάτων. Ανίχνευση βακτηριοφάγων σε δείγματα νερού. Νιτροποίηση - Απονιτροποίηση. Δράση αφυδρογονάσης. Βιοδιάσπαση φαινολικών ενώσεων.

Το μάθημα περιλαμβάνει τις εξής βασικές ενότητες:

1. Εισαγωγικές έννοιες και ορισμοί.
2. Απλά ισοζύγια μάζας που δεν περιλαμβάνουν αντίδραση.
3. Ισοζύγια μάζας που περιλαμβάνουν χημική αντίδραση και ισοζύγια μάζας συστημάτων πολλαπλών μονάδων.
4. Διεργασίες που περιλαμβάνουν ρεύματα ανακύκλωσης, ρεύματα παράκαμψης και ρεύματα καθαρισμού.
5. Ιδανικά και πραγματικά αέρια, ατμοί και υγρά, ισορροπία φάσεων πολυφασικών μιγμάτων
6. Διαγράμματα φάσεων και κανόνας των φάσεων.
7. Ενέργεια και ισοζύγια ενέργειας - διεργασίες που περιλαμβάνουν και χημική αντίδραση.
8. Διαγράμματα υγρασίας (ψυχομετρικά) και εφαρμογές τους.
9. Διεργασίες μόνιμης κατάστασης –ανάλυση βαθμού ελευθερίας.
10. Θερμότητα διάλυσης και ανάμιξης.
11. Ισοζύγιο μηχανικής ενέργειας.
12. Ισοζύγια μάζας και ενέργειας.
13. Ισοζύγια μάζας και ενέργειας σε διεργασίες μη μόνιμης κατάστασης.

Μετά το πέρας των μαθημάτων ο φοιτητής / φοιτήτρια θα είναι σε θέση μεταξύ των άλλων:

Να κατανοεί τις έννοιες του ανοικτού και κλειστού συστήματος και του συστήματος μόνιμης και μη μόνιμης κατάστασης.

Να συντάσσει τα κύρια στοιχεία γραφής και επίλυσης ισοζυγίων μάζας, σε μια διεργασία χωρίς χημική αντίδραση, καθώς και σε μία απλή ή πολλαπλή χημική διεργασία.

Να διενεργεί την ανάλυση των βαθμών ελευθερίας και να αναγνωρίζει τα περιοριστικά αντιδρώντα και τα αντιδρώντα σε περίσσεια.

Να διατυπώνει στοιχειακά ισοζύγια μάζας, να εφαρμόζει τα ισοζύγια μάζας σε περιπτώσεις καύσεων και να προσδιορίζει την έκταση χημικής αντίδρασης

Να διατυπώνει μια ομάδα ισοζυγίων μάζας για διεργασίες που περιλαμβάνουν περισσότερες από μία μονάδες διεργασιών.

Να χρησιμοποιεί τις έννοιες της ολικής μετατροπής και της μετατροπής σε ένα πέρασμα σε χημικούς αντιδραστήρες με ανακύκλωση.

Να εφαρμόζει τα ισοζύγια σε διεργασίες που περιλαμβάνουν ρεύματα ανακύκλωσης, ρεύματα παράκαμψης και ρεύματα καθαρισμού (απομάκρυνση υλικών).

Να κατανοεί υπό ποιες συνθήκες εφαρμόζεται ο νόμος των ιδανικών αερίων και πότε χρησιμοποιούνται οι σχέσεις των πραγματικών αερίων.

Να επιλύει ισοζύγια μάζας που περιλαμβάνουν ιδανικά ή πραγματικά αέρια.

Να κατανοεί τη συσχέτιση μεταξύ της ισορροπίας πολυφασικών μιγμάτων και της τεχνολογίας διαχωρισμού

Να ερμηνεύει τα διαγράμματα φάσεων και τα ψυχρομετρικά διαγράμματα, καθώς και να κατανοεί τον κανόνα των φάσεων.

Να προσδιορίζει την τάση ατμών συστατικού, τον βαθμό εξάτμισης / συμπύκνωσής του και να περιγράφει την ισορροπία ατμών-υγρού ενός δυαδικού συστήματος.

Να κατανοεί κάθε όρο στο γενικό ισοζύγιο ενέργειας και να το εφαρμόζει σε ανοιχτά και κλειστά συστήματα, καθώς και σε συστήματα μόνιμης και μη μόνιμης κατάστασης.

Να υπολογίζει την πρότυπη θερμότητα σχηματισμού, την θερμότητα καύσης και την θερμότητα αντίδρασης για μια ποικιλία αντιδράσεων.

Να επιλύει προβλήματα ισοζυγίων μάζας και ενέργειας που περιλαμβάνουν χημικές αντιδράσεις.

Εισαγωγή στη Μικροβιολογία . Χημική σύσταση του κυττάρου.  Είδη μικροβιακών κυττάρων. Κατηγορίες μικροοργανισμών (προκαρυωτικοί & ευκαρυωτικοί μικροοργανισμοί – ιοί).  Στοιχεία παθογένειας βασικών κατηγοριών μικροοργανισμών. Συστηματική κατάταξη των μικροοργανισμών – Ονοματολογία – Ταξινόμηση. Θρέψη και φυσιολογία μικροοργανισμών. Μεταβολισμός ετερότροφων μικροοργανισμών. Μικροοργανισμοί ως βιογεωχημικοί παράγοντες. Μικροβιακή ανάπτυξη (κλειστή καλλιέργεια - batch culture, συνεχής καλλιέργεια - continuous culture).Μέτρηση της μικροβιακής ανάπτυξης. Μικροβιολογία υδάτινου περιβάλλοντος (Νερό – λύματα). Εξυγίανση προβλημάτων κοπρανώδους μόλυνσης των υδάτων – προστασία περιβάλλοντος. Βιολογικός Καθαρισμός Αστικών Αποβλήτων. Απομάκρυνση παθογόνων μικροοργανισμών κατά την επεξεργασία των λυμάτων.  Ιοί εντερικής προέλευσης στα λύματα. Τύχη των παθογόνων μικροοργανισμών στο έδαφος. Εφαρμογές μικροοργανισμών.

Οργανική Χημεία, Περιεχόμενα μαθήματος

1. Δομή και δεσμοί των οργανικών ενώσεων
2. Πολικοί ομοιοπολικοί δεσμοί. Οξέα και βάσεις
3. Λειτουργικές ομάδες, αλκάνια και κυκλοαλκάνια
4. Στερεοχημεία στα τετραεδρικά κέντρα. Επισκόπηση των οργανικών αντιδράσεων
5. Αλκένια και αλκύνια: δομή, δραστικότητα και αντιδράσεις
6. Αλκυλαλογονίδια: δομή, παρασκευή και αντιδράσεις με έμφαση στις αντιδράσεις υποκατάστασης και απόσπασης
7. Βενζόλιο και αρωματικές ενώσεις: δομή, αρωματικότητα και αντιδράσεις ηλεκτρονιόφιλης αρωματικής υποκατάστασης
8. Αλκοόλες, φαινόλες, αιθέρες, εποξείδια, θειόλες και σουλφίδια: δομή, ιδιότητες, παρασκευές και αντιδράσεις
9. Αλδεΰδες και κετόνες: δομή, παρασκευές και αντιδράσεις πυρηνόφιλης προσθήκης
10. Καρβοξυλικά οξέα και παράγωγα τους: δομή, παρασκευές και αντιδράσεις πυρηνόφιλης ακυλο υποκατάστασης, α-υποκατάστασης και καρβονυλικής συμπύκνωσης
11. Αμίνες και ετεροκυκλικές ενώσεις: δομή, βασικότητα και αντιδράσεις
12. Βιομόρια: υδατάνθρακες, αμινοξέα, πεπτίδια, πρωτεΐνες, λιπίδια και νουκλεϊκά οξέα
13. Συνθετικά πολυμερή

ΤΕΧΝΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ (ΣΤΑΤΙΚΗ) ΓΙΑ ΤΟ 2ο ΕΞΑΜΗΝΟ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ & ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Το μάθημα δεν διαθέτει περιγραφή