Artesis Plantijn Hogeschool Antwerpen
Wetenschap en Techniek
campus Kronenburg
Kronenburgstraat 47 - 2000 Antwerpen
T +32 3 220 55 80 - F +32 3 220 55 99
wt@ap.be
Toegepaste fysica 210416/2183/2122/1/20
Studiegids

Toegepaste fysica 2

10416/2183/2122/1/20
Academiejaar 2021-22
Komt voor in:
  • Bachelor in de chemie, trajectschijf 1
Dit is een enkelvoudig opleidingsonderdeel.
Studieomvang: 3 studiepunten
Co-titularis(sen): Hendrickx Kevin, Raes Adam
Onderwijstalen: Nederlands
Kalender: Semester 2
Dit opleidingsonderdeel wordt gequoteerd op 20 (tot op een geheel getal).
Mogelijke grensdata voor leerkrediet: 15.03.2022 (2de semester)
Tweede examenkans: wel mogelijk.
Tolereerbaarheid: Dit opleidingsonderdeel is tolereerbaar onder de voorwaarden van de opleiding waarvoor je bent ingeschreven.
Totale studietijd: 78,00 uren

Waarschuwing

Deze informatie is onder voorbehoud van de verdere evolutie van de Coronamaatregelen.

Volgtijdelijkheid

Op dit opleidingsonderdeel is er geen volgtijdelijkheid van toepassing.

Korte omschrijving

We vertrekken van de allereenvoudigste waarnemingen en kennis omtrent "warmte" en "arbeid" om de thermodynamische hoofdwetten in een chemische context te interpreteren. Op deze manier benaderen we de thermodynamica vanuit een historisch perspectief, met enkele excursies naar moderne moleculaire interpretaties. We leren de thermodynamische begrippen en methodologie begrijpen en toepassen op chemische problemen en aldus voorspellingen te doen over spontaniteit en evenwichtsligging bij chemische reacties. Van groot belang is het kunnen uitrekenen van reactie-enthalpieën en evenwichtsconstanten, vertrekkend van getabelleerde thermodynamische grootheden in referentiewerken. Ook thermochemie en calorimetrie komen uitgebreid aanbod, gelinkt aan de praktische labsessies alsook enkele eenvoudige thermodynamische cycli. De student krijgt op deze manier een dieper inzicht in de fundamentele drijfkrachten van chemische en fysische processen. Ook worden begrippen uit de elektrochemie en begrippen omtrent elektro-magnetische straling behandeld. De nadruk wordt gelegd op die begrippen die belang hebben voor de (toegepaste) fysische chemie en vormen de basis van latere opleidingsonderdelen rond fysicochemie.



De inleiding op elektrochemie legt de fysische basis voor latere opleidingsonderdelen rond elektrochemische analysetechnieken. We bestuderen zeer grondig het verband tussen thermodynamica-evenwicht-elektrochemie zodat de student kan verderbouwen op deze kennis. Naast deze theoretische basis bestuderen we ook praktische toepassingen zoals batterijen, brandstofcellen, elektrolyse en industriële elektrochemie. De cursus vormt ook een inleiding op de opbouw en de interactie tussen licht en materie. De klassieke optica wordt kort behandeld om vervolgens ook hier via een historische weg tot de beginselen van de quantumchemie te komen die vanuit een zeer praktische hoek zal bekeken worden. De student krijgt zo een fysische basis alsook een begrippenkader dat kan toegepast worden in de latere opleidingsonderdelen omtrent spectroscopische analysemethoden die aan bod zullen komen.

OLR-Leerdoelen (lijst)

intrapersoonlijk - methodologie
analyseert het duale karakter van licht
analyseert het duale karakter van materie
legt het verband tussen chemisch evenwicht en thermodynamica
legt het verband tussen chemisch evenwicht, thermodynamica en elektrochemie
past de eerste hoofdwet van de thermodynamica toe
past de tweede hoofdwet van de thermodynamica toe
vergelijkt isolatoren en geleiders op atomair niveau
voert elektrochemische berekeningen uit
Labtechnicus - A1_taakanalyse en planning
analyseert het duale karakter van licht
analyseert het duale karakter van materie
legt het verband tussen chemisch evenwicht en thermodynamica
legt het verband tussen chemisch evenwicht, thermodynamica en elektrochemie
past de eerste hoofdwet van de thermodynamica toe
past de tweede hoofdwet van de thermodynamica toe
vergelijkt isolatoren en geleiders op atomair niveau
voert elektrochemische berekeningen uit

Leerinhoud

Hoorcolleges "thermodynamica"
Chemische thermodynamica, voor zover dit als achtergrondkennis noodzakelijk is voor het begrijpen van chemische en fysico-chemische processen en voor het begrijpen van chemische en fysico-chemische evenwichten.

Komen onder meer aan bod:

Algemene inleiding en begrippen van de thermodynamica

Hoofdwetten van de thermodynamica

Inwendige energie, arbeid, warmte, enthalpie, entropie en vrije enthalpie

Ideale gassen

Calorimetrie en thermochemie

Thermische machines

Thermodynamische cycli

Chemisch evenwicht en thermodynamica
Verband tussen evenwichtsconstante en verschil in vrije enthalpie
Gebruik van tabellen met thermodynamische gegevens en thermodynamische databases


Hoorcolleges "elektrochemie":
Reductiepotentialen, wet van Nernst

verband elektrochemie en thermodynamica

verband elektrochemie en chemisch evenwicht
Elektrolyse
Galvanische werking
Brandstofcellen
Toepassing van reductiepotentialen bij bespreking van het verloop van evenwichtsreacties.

Hoorcolleges "licht en materie":
elementaire fysische optica:
licht als golfverschijnsel
foto-elektrisch effect
duaal karakter van materie:
kwantisatie van fysische grootheden

inleiding op het golfmechanisch atoommodel
interactie tussen licht & materie:
inleiding emissie- en absorptiespectra van atomen, moleculen en vaste stoffen



Werkcolleges thermodynamica, elektrochemie en licht en materie



Inhoudelijke vragen over de leerinhouden worden tijdens het academiejaar behandeld via het digitale leerplatform (forum).

Studiematerialen (tekst): Verplicht

Cursus Toegepaste Fysica 2
Powerpoints op digitap

Oefeningen op digitap

Aanvullende hoofdstukken op digitap



Het gebruik van een handboek wordt gecommuniceerd via digitap.



Studiematerialen (tekst): Aanbevolen

Atkins, P. and De Paula J. ; Atkins' Physical Chemistry ; Oxford: Oxford University Press

Onderwijsorganisatie

Examentijd
Voorziene tijd voor toetsing3,00 uren
  • Opmerking: De totale examentijd voor het examen is 180 minuten, waarvan 150 minuten voorzien voor het examen plus 30 minuten extra examentijd voor alle studenten. De extra examentijd als individuele aanpassing is dus hierbij inbegrepen.
Werkvormen
Hoor- en/of werkcolleges24,00 uren
  • Opmerking: de effectieve werkvorm wordt gecommuniceerd via digitap.
Werktijd buiten de contacturen51,00 uren

Toetsing (lijst)

Evaluatie(s) voor de eerste examenkans
MomentVorm%Opmerking
AcademiejaarKennistoets100,00Gesloten boek. Open en gesloten vragen. De vragen peilen naar kennis en toepassen van kennis en inzicht. Toegestane hulpmiddelen: er wordt een formularium voorzien tijdens het examen
Evaluatie(s) voor de tweede examenkans
MomentVorm%Opmerking
Tweede examenperiodeKennistoets100,00Gesloten boek. Open en gesloten vragen. De vragen peilen naar kennis en toepassen van kennis en inzicht. Toegestane hulpmiddelen: er wordt een formularium voorzien tijdens het examen

Toetsing (tekst)

Toetsvorm: hands off toets
toetsmethode: open en gesloten vragen
bron: gesloten boek
toetsmedium: schriftelijk
toetsmoment: momentopname op examen



Digitale examens worden continu gemonitord om eventuele examenfraude tegen te gaan. Hiervoor moet de student bij aanvang van het examen een monitoringsapplicatie opstarten. Het niet opstarten of afsluiten van de monitoringsoftware wordt aanzien als fraude.


Voor studenten ingeschreven in het traject duaal leren kunnen (een deel van) de leerdoelen aangeleerd worden via de duale leerplek en kan hiervoor een alternatieve toetsing worden voorzien volgens de afspraken opgenomen in het syllabus duaal leren.