Σκοπός του μαθήματος είναι η εισαγωγή των φοιτητών στον Απειροστικό Λογισμό μιας μεταβλητής, η μελέτη δηλαδή των ιδιοτήτων πραγματικών συναρτήσεων σε διαφορικό και ολοκληρωτικό επίπεδο που είναι απαραίτητα για την επίλυση προβλημάτων Μηχανικής. Συγκεκριμένα: Συναρτήσεις, Όρια, Συνέχεια συναρτήσεων, Διαφορικό Συνάρτησης, Παράγωγοι, Κανόνες Παραγώγισης, Εφαρμογές Σύνθετης Παραγώγισης, Ολοκληρώματα: Αόριστο και Ορισμένο. Εφαρμογές Ολοκληρωμάτων: υπολογισμός εμβαδού μεταξύ καμπυλών, όγκου εκ περιστροφής, επίλυση συνήθων διαφορικών εξισώσεων 1ης Τάξης, Ακολουθίες, Όριο, σύγκλιση, Απειροσειρές και κριτήρια σύγκλισης, Σύγκλιση Δυναμοσειρών, Παραγώγιση και ολοκλήρωση δυναμοσειρών. Μιγαδικοί αριθμοί: Άλγεβρα, Γεωμετρία, Συστήματα συντεταγμένων, Εφαρμογές.

Διανυσματική διατύπωση των φυσικών νόμων. Νόμοι του Νεύτωνα. Δυνάμεις: βαρυτικές, ηλεκτρικές, μαγνητικές. Εξίσωση κίνησης. Μελέτη της κίνησης σε 1 και 3 διαστάσεις. Συστήματα αναφοράς. Διατήρηση της ορμής. Κρούσεις. Συστήματα με μεταβλητή μάζα. Έργο. Κινητική ενέργεια. Διατηρητικές δυνάμεις. Δυναμική ενέργεια. Διατήρηση της ενέργειας. Κίνηση συστημάτων σωματιδίων. Ροπή δύναμης. Στροφορμή. Ροπή αδράνειας. Διατήρηση της στροφορμής. Μελέτη της κίνησης του στερεού σώματος. Ταλαντώσεις. Αρμονικός ταλαντωτής. Αρμονικός ταλαντωτής με απόσβεση. Εξαναγκασμένες ταλαντώσεις. Συζευγμένες ταλαντώσεις δύο και πολλών βαθμών ελευθερίας. Κυματική εξίσωση. Κυματική κίνηση σε μηχανικά συστήματα.

1. Ελεύθερη πτώση
2. Ορμή και Κινητική Ενέργεια σε ελαστική και ανελαστική κρούση
3. Τροχός του Maxwell
4. Απλό εκκρεμές

Δομικοί λίθοι του κυττάρου. Νουκλεϊνικά οξέα, Πρωτεΐνες, Πολυσακχαρίτες, Λιπίδια. Κυτταρική οργάνωση, Βιολογικές μεμβράνες. Μεμβρανική μεταφορά. Μετατροπή ενέργειας στο κύτταρο. Κωδικοποίηση των γενετικών πληροφοριών. Αποθήκευση-πακετάρισμα και αποκωδικοποίηση των γενετικών πληροφοριών. Πρωτεϊνοσύνθεση. Μετα-μεταφραστική τροποποίηση. Η Τεχνολογία του DNA. Κλωνοποίηση οργανισμών.

Εργαστηριακές ασκήσεις:
1. Υγεία και Ασφάλεια σε εργαστηριακούς χώρους.
2. Ποιοτικός και ποσοτικός προσδιορισμός μακρομορίων.
3. Βασικές αρχές για την εξαγωγή του DNA.
4. Παρατήρηση νωπών περιβαλλοντικών δειγμάτων σε στερεοσκόπιο και μικροσκόπιο και βασικές αρχές καλλιέργειας μικροοργανισμών.
5. Βασικές πρακτικές εφαρμοσμένης μικροβιολογίας (χρώση κατά Γκραμ, εκτίμηση πυκνότητας πληθυσμού).
6. Γενετική μηχανική. Βασικές αρχές κλωνοποίησης και μοριακού ανασυνδυασμού.

Εισαγωγή. Καταστάσεις της Ύλης: Υγρά, Στερεά, Αέρια. Ατομική θεωρία της Ύλης. Άτομα, Μόρια, Ιόντα. Ατομικά και Μοριακά Τροχιακά. Χημικός Δεσμός. Διαλύματα. Χημική Ισορροπία. Οξέα-Βάσεις. Ισορροπία Υγρών-Στερεών. Ισορροπία Αερίων-Υγρών.

1. Παρασκευή αρχικών υγρών διαλυμάτων – Παρασκευή διαλυμάτων, υπολογισμοί περιεκτικότητας (w/w %, w/v %, v/v %), υπολογισμός μοριακότητας και αραιώσεις (2 μέρη).
2. Μέτρηση pH διαλυμάτων, υπολογισμός σταθεράς διάστασης, θεωρητικής κλίσης ηλεκτροδίου, αραίωση διαλυμάτων και επαλήθευση με πειραματικές μετρήσεις.
3. Σύνθεση άλατος από ισχυρό οξύ και ασθενή βάση.
4. Πρωτολυτικές Τιτλοδοτήσεις – Αλκαλιμετρία και Οξυμετρία
α. Προσδιορισμός Μοριακότητας Διαλυμάτων Οξέων και Βάσεων
β. Τιτλοδότηση ασθενούς οξέος από ισχυρή βάση, ισχυρού οξέος από ισχυρή βάση, ισχυρού οξέος από ασθενή βάση.
γ. Τιτλοδότηση ισχυρού οξέος από ισχυρή βάση με τη χρήση πεχάμετρου
5. Προσδιορισμός Μίγματος Na2CO3 + NaHCO3 με Οξεοβασική Τιτλομέτρηση.
6. Μέτρηση σκληρότητας νερού (τιτλοδοτήσεις EDTA).
7. Αργυρομετρικός προσδιορισμός ιόντων χλωρίου σε υδατικό διάλυμα (Μέθοδος Mohr).

Σκοπός του μαθήματος είναι η μελέτη συναρτήσεων πολλών μεταβλητών σε διαφορικό και ολοκληρωτικό επίπεδο, που έχουν άμεση χρήση στην ανάλυση πολλών προβλημάτων μηχανικής όπως θερμοδυναμικής και ρευστομηχανικής. Το μάθημα περιλαμβάνει συναρτήσεις πολλών μεταβλητών, μερικές παραγώγους, εφαρμογές μερικών παραγώγων, πολλαπλά ολοκληρώματα, εφαρμογές ολοκληρωμάτων, διανυσματικές συναρτήσεις, θέματα διανυσματικού λογισμού.

Ηλεκτρικό φορτίο. Νόμος του Coulomb. Ηλεκτρικά πεδία. Ο νόμος του Gauss. Ηλεκτρικά δυναμικά. Ηλεκτρικά ρεύματα. Κυκλώματα συνεχούς ρεύματος. Οι κανόνες του Kirchhoff. Μαγνητικά πεδία. Ο νόμος του Ampere. Μαγνήτιση στην ύλη. Κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος. Ηλεκτρομαγνητική επαγωγή. Ο νόμος επαγωγής του Faraday. Εξισώσεις του Maxwell και Ηλεκτρομαγνητικά Κύματα.

1. Επιβεβαίωση του νόμου του Coulomb.
2. Μετρήσεις ρεύματος και τάσης σε αντιστάτες συνδεδεμένους παράλληλα και σε σειρά.
3. Μέτρηση του μαγνητικού πεδίου ενός ζεύγους πηνίων Helmholtz.
4. Μετατροπή ενέργειας σε καύσιμο – Ηλεκτρόλυση νερού.

Το μάθημα αυτό καταπιάνεται με τις βασικές αρχές της οργανικής χημείας, τον ομοιοπολικό δεσμό, την ονοματολογία των οργανικών ενώσεων, τη στερεοχημεία, τους μηχανισμούς των οργανικών αντιδράσεων (Ε1, Ε2, SN1, SN2).

1. Ανακρυστάλλωση βενζοϊκού οξέος.
2. Σημείο ζέσεως – απόσταξη.
3. Εκχύλιση σαλικιλικού οξέως με εξάνιο.
4. Παρασκευή βενζανιλίνης.
5. Αντιδράσεις καρβονυλικών ενώσεων με αντιδραστήρια Tollens και Fehling.
6. Απομόνωση καφεΐνης από φύλλα τσαγιού με εκχύλιση.

Εισαγωγή. Ταξινόμηση των Αναλυτικών Μεθόδων, Δειγματοληψία, Επεξεργασία Δείγματος, Μετρήσεις και Στατιστική Επεξεργασία. Χημική Ισορροπία (θεωρία οξέων-βάσεων, θεωρία συμπλόκων, οξειδοαναγωγής και καταβύθισης). Ποιοτική Ανάλυση. Ποσοτική Ανάλυση: Ογκομετρικοί Προσδιορισμοί (οξυμετρία-αλκαλιμετρία, συμπλοκομετρία, ογκομετρήσεις οξειδοαναγωγής, ογκομετρήσεις καταβύθισης). Φασματοφωτομετρικοί Προσδιορισμοί (UV/Vis, FTIR).

1. Ιδιότητες-Παρασκευή-Περιεκτικότητες Διαλυμάτων.
2. Οξυμετρία: Ποσοτικός Προσδιορισμός Περιεκτικότητας Διαλύματος Φωσφορικού Οξέος (Η3PΟ4).
3. Συμπλοκομετρία: Προσδιορισμός Ολικής Σκληρότητας Δείγματος Νερού (H2O).
4. Αργυρομετρικός Προσδιοριμός Ιόντων Χλωρίου (Cl-): Μέθοδος Mohr.
5. UV/Vis Φασματοφωτομετρικός Προσδιορισμός Ιόντων Σιδήρου (Fe3+).
6. FTIR Φασματοφωτομετρική Ποιοτική Ανάλυση-Ταυτοποίηση Άγνωστων Ενώσεων.

Ορισμός επιστήμης και περιγραφή επαγγελματικής απασχόλησης Χημικού Μηχανικού. Έννοιες Χημικής Μηχανικής και εφαρμογές στη Χημική Βιομηχανία. Συστήματα Μονάδων και Διεθνές Σύστημα Μονάδων. Φυσικές και Χημικές διεργασίες. Διάγραμμα ροής. Αναπαράσταση διαγραμμάτων ροής. Συστήματα και σύνδεση αυτών σε διαγράμματα ροής Χημικών Βιομηχανιών. Μαθηματική ανάλυση διαγραμμάτων ροής. Μαθηματικά πρότυπα διεργασιών, εμπλεκόμενες μεταβλητές, ελεύθερες μεταβλητές, βαθμοί ελευθερίας. Εξαγωγή και διαμόρφωση του συνολικού ισοζυγίου μάζας μιας διεργασίας. Ανάλυση των όρων του. Μεταβατικός όρος του ισοζυγίου και διατύπωση του ισοζυγίου σε μη-μόνιμη κατάσταση. Η έννοια της συγκέντρωσης μιας ουσίας σε μίγματα. Η εξαγωγή και διαμόρφωση των μερικών ισοζυγίων μάζας για τα συστήματα ουσιών μιας διεργασίας. Η γραμμική τους εξάρτηση με το συνολικό ισοζύγιο μάζας. Η έννοια της χημικής κινητικής. Η εξαγωγή και διατύπωση του συνολικού και μερικών ισοζυγίων μάζας παρουσία χημικής αντίδρασης. Καταστατικές εξισώσεις για ουσίες και για μίγματα. Τάση ατμών. Σημείο βρασμού. Εξάτμιση και συμπύκνωση. Μερικός και ολικός κορεσμός. Σημείο Δρόσου. Ισοζύγια μάζας για εξάτμιση και συμπύκνωση. Εφαρμογή σε συστήματα αέρα/νερού. Εισαγωγή της έννοιας της ενθαλπίας και του υπολογισμού της για καθαρές ουσίες και για μίγματα ουσιών. Ειδική θερμότητα ουσιών. Ενθαλπία εξάτμισης/συμπύκνωσης. Εξαγωγή και διατύπωση του ισοζυγίου ενέργειας. Εφαρμογή σε απλά συστήματα (θερμαινόμενες δεξαμενές με μόνιμη και μεταβατική κατάσταση, διεργασίες συμπύκνωσης και εξάτμισης). Η έννοια του θερμοτονισμού των χημικών αντιδράσεων. Προσδιορισμός της θερμότητας σχηματισμού από την πρότυπη τιμή της. Εφαρμογή σε διεργασίες καύσης.

Ανάγκη για Τεχνικό Σχέδιο. Κατηγορίες Τεχνικού Σχεδίου. Αρχές Σχεδίασης: Χαρτί Σχεδίασης, Κλίμακες, Γραμμές, Γράμματα, Αριθμοί. Ορθές Προβολές (Όψεις). Αναπαράσταση Όψεων. Ονοματολογία και Σχετική θέση Όψεων. Επιλογή Όψεων. Όψεις σε Τομή: Πλήρης Τομή, Ημιτομή. Διαστασιολόγηση. Αναπαράσταση Επιφανειών και Μηχανικές Κατεργασίες: Τραχύτητα, Σύμβολα Μηχανικής Κατεργασίας. Εισαγωγή στη Σχεδίαση με Υπολογιστή (AutoCAD) και πρακτική άσκηση στο Εργαστήριο Υπολογιστών.

Παρουσίαση δεδομένων. Θεμελιώδεις έννοιες πιθανοθεωρίας και ορισμός πιθανότητας. Βασικά θεωρήματα πιθανοθεωρίας. Ανάλυση δεδομένων με τη χρήση μέτρων κεντρικότητας (μέσος όρος, διάμεσος, μόδα), μέτρων διασποράς. Τυχαίες μεταβλητές (διακριτές, συνεχείς). Συνδυαστική ανάλυση. Διακριτές τυχαίες μεταβλητές και οι κατανομές τους. Συνεχείς τυχαίες μεταβλητές. Παράμετροι κατανομών πιθανότητας. Η κανονική κατανομή. Διωνυμική κατανομή. Υπεργεωμετρική κατανομή. Κατανομή Poisson. Διαστήματα εμπιστοσύνης. Η t-κατανομή και η χ2-κατανομή. Έλεγχος υποθέσεων. Γραμμική παλινδρόμηση δεδομένων. Ανάλυση παλινδρόμησης. Το μάθημα περιλαμβάνει διαλέξεις θεωρίας και φροντιστηριακά μαθήματα με επίλυση ασκήσεων. Γίνεται επίσης επίδειξη του λογισμικού SPSS.

Εισαγωγικές έννοιες και Τύποι Προβλημάτων. Γνωριμία με μερικά βασικά γνωρίσματα του MATLAB. Βασικές εντολές (solve, dsolve) και αναπαράσταση αποτελεσμάτων σε γραφικές παραστάσεις. Προγραμματισμός στο MATLAB, διαγράμματα ροής, δομές επιλογής και επανάληψης, έξοδος δεδομένων. Στοιχειώδεις εφαρμογές: Αναλυτική και Αριθμητική Επίλυση διαφορικών εξισώσεων, εύρεση ριζών εξίσωσης, πράξεις με πίνακες, αριθμητική ολοκλήρωση και βελτιστοποίηση. Εκτίμηση παραμέτρων σε μοντέλα δυναμικών συστημάτων. Ανάλυση αποτελεσμάτων.

Εφαρμογές 1ου και 2ου Θερμοδυναμικού Αξιώματος. Σχέσεις μεταξύ θερμοδυναμικών μεγεθών: Συστηματική συσχέτιση θερμοδυναμικών συναρτήσεων με μετρήσιμα μεγέθη. Εφαρμογές Χημικής Κινητικής: Ρυθμός (ταχύτητα) της αντίδρασης. Υπολογισμός Συντελεστή ρυθμού (σταθερά ταχύτητας). Τάξη και μοριακότητα αντιδράσεων. Θεωρίες ρυθμού που βασίζονται στη θερμοδυναμική και τη στατιστική μηχανική. Κινητική απλών μονόδρομων αντιδράσεων: μονομοριακές, διμοριακές, τριμοριακές αντιδράσεις. Κινητική σύνθετων αντιδράσεων: αμφίδρομες, παράλληλες και διαδοχικές αντιδράσεις. Μέθοδοι προσδιορισμού της τάξης και του ρυθμού της αντίδρασης: διαφορική μέθοδος. μέθοδος ολοκλήρωσης. μέθοδος χρόνου υποδιπλασιασμού. Μέθοδοι χαλάρωσης. Επίδραση της θερμοκρασίας στο ρυθμό της αντίδρασης, εξίσωση Arrhenius. Θεωρία των συγκρούσεων. Θεωρία των απολύτων ταχυτήτων. Μηχανισμοί ομογενών αντιδράσεων: προσέγγιση της ισορροπίας και του βραδύτερου σταδίου και προσέγγιση της μόνιμης κατάστασης. Χημική ισορροπία.

Αλκυλαλογονίδια. Πυρηνόφιλη υποκατάσταση των αλκυλαλογονιδίων, μηχανισμοί SΝ2 και SΝ1. Οργανικά Οξέα και Βάσεις. Οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις στην οργανική χημεία. Η ανάλυση διαμορφώσεως του κυκλοεξανίου. Αρωματικοί υδρογονάνθρακες. Η δομή του βενζολίου. Ετεροκυκλικά. Η αρωματική ηλεκτρονιόφιλη υποκατάσταση. Ο αρωματικός χαρακτήρας. Καρβοξυλικά οξέα: Παρασκευή, ιδιότητες, παράγωγα καρβοξυλικών οξέων, εστέρες, αμίδια, κετονοξέα, υδροξυοξέα. Αμινοξέα, πεπτίδια και πρωτεΐνες: Ιδιότητες, αμιδικός δεσμός, σύνθεση πεπτιδίων, χαρακτηριστικές αντιδράσεις αμινοξέων και πρωτεϊνών, δομή πρωτεϊνών, πρωτοταγής, δευτεροταγής, τριτοταγής και τεταρτοταγής δομή. Χαρακτηρισμός και ταυτοποίηση με χημικές και φυσικοχημικές μεθόδους ανάλυσης. Υδατάνθρακες-Σάκχαρα. Φασματοσκοπικές μέθοδοι. Φάσματα υπεριώδους-ορατού, φάσματα υπερύθρου, φάσματα μαζών. Ονοματολογία.

1. Ανίχνευση Υδροξυλιωμένων Οργανικών Ενώσεων κατόπιν Χημικής Επεξεργασίας με Αντιδραστήριο Fenton.
2. Χλωρίωση Αρωματικών Ενώσεων και Ταυτοποίηση μέσω FTIR Φασματοσκοπίας.
3. Διαχωρισμός Αμινοξέων-Πρωτεϊνών με την Χρήση Φασματοσκοπίας Ορατού Υπεριώδους (UV/Vis).
4. Υπολογισμός της Σταθεράς Διάστασης (Κα) Αμινοξέων.
5. Οξείδωση Σακχάρων μέσω Επίδρασης Οξέων.
6. Χαρακτηριστικές Ομάδες Οργανικών Ενώσεων: Φασματοσκοπία Υπερύθρου (FTIR).

Σημασία των ισοζυγίων. Ισοζύγια μάζας σε μόνιμη κατάσταση. Απλά διαγράμματα ροής. Χρήση θερμοδυναμικών διαγραμμάτων, πινάκων ατμών, και συσχετίσεων αντιστοίχων καταστάσεων για τον υπολογισμό ογκομετρικών ιδιοτήτων μιγμάτων και ισοζυγίων μάζας με συμπύκνωση /εξάτμιση. Καύση, περίσσεια αέρα. Στοιχεία ισορροπίας φάσεων. Καταστατικές εξισώσεις. Κρίσιμες και ανηγμένες Τ, Ρ. Συντελεστής συμπιεστότητας (Ζ) – καθαρά αέρια και μίγματα. Μερικές πιέσεις. Υγρασία – πίνακες ατμού – διεργασίες ύγρανσης, ξήρανσης. Ισοζύγια ενέργειας. Ορισμοί (έργο – θερμότητα – ενέργεια – ενθαλπία – ειδικές θερμότητες). Υπολογισμοί ενθαλπιών. Αλλαγή φάσεων και μεταβολές ΔΗ. Γενικό ισοζύγιο ενέργειας. Θερμοτονισμός αντιδράσεων. Αντιδράσεις σε Τ, Ρ, διάφορες των κανονικών. Θερμότητες διάλυσης, ανάμιξης. Συνδυασμένα ισοζύγια μάζας και ενέργειας. Απόσταξη. Διαγράμματα ενθαλπίας – συγκέντρωσης. Διαγράμματα υγρασίας – ψύξη – αφύγρανση. Εφαρμογές. Ισοζύγια μάζας και ενέργειας σε μη μόνιμη κατάσταση.

Ορισμός συγκεντρώσεων, ταχυτήτων και ειδικών ρυθμών παροχής. Νόμος του Fick. Φαινομενολογική θεωρία μοριακής διάχυσης. Εισαγωγή στις έννοιες της τυρβώδους ροής. Οι εξισώσεις Reynolds. Φαινομενολογικές θεωρίες για τις δινοδιαχυτότητες ορμής, θερμότητας και μάζας. Τυρβώδης ροή σε αγωγούς. Συντελεστής μεταφοράς μάζας. Επίδραση της μεταβαλλόμενης πυκνότητας του ρευστού στη ροή και την κατανομή της συγκέντρωσης. Συντελεστής διάχυσης: αέρια, υγρά και στερεά μέσα. Διαφορικές εξισώσεις μεταφοράς μάζας (ισοζύγια). Συνήθεις συνοριακές και οριακές συνθήκες. Μοριακή Διάχυση: Κατανομές συγκέντρωσης σε στερεά και ηρεμούντα ρευστά. Μόνιμη και μεταβατική μοριακή διάχυση. Ακριβείς αναλυτικές λύσεις πρότυπων προβλημάτων, μόνιμης και μεταβατικής μοριακής διάχυσης. Διάχυση με ομογενή χημική αντίδραση. Διάχυση με ετερογενή αντίδραση. Σχετική επίδραση των ρυθμών μεταφοράς μάζας και αντίδρασης. Μοριακή διάχυση σε πορώδη υλικά. Διάχυση κατά Knudsen. Επιφανειακή διάχυση. Σύνθεση. Θεωρία διαχύσεως σε αέρια υπό χαμηλή πίεση, διάχυση σε διμερή μίγματα, διάχυση σε συμπαγή στερεά, διάχυση σε πορώδη σώματα και διάχυση σε πολυσυστατικά μίγματα. Διαστατική ανάλυση και ομοιότητα. Συναγωγή με χαμηλούς και υψηλούς αριθμούς Reynolds και Peclet. Οι έννοιες των οριακών στρωμάτων.

Δομή και Καταστάσεις της ύλης. Ατομική Θεωρία της Ύλης. Ατομικά και Μοριακά Τροχιακά. Περιγραφή του Χημικού Δεσμού. Αλληλεπίδραση ύλης και ακτινοβολίας. Η έννοια του φωτονίου. Θερμοδυναμικό σύστημα, περιβάλλον, όρια. Μηδενικός νόμος της θερμοδυναμικής, θερμοκρασία. Ιδανικά αέρια. Ενθαλπία. Θερμοχημικές μεταβολές. Θερμότητα, έργο, αδιαβατικό έργο, ενέργεια, εσωτερική ενέργεια, πρώτος θερμοδυναμικός νόμος για κλειστά συστήματα. Αντιστρεπτότητα, εντροπία, δεύτερος θερμοδυναμικός νόμος για κλειστά συστήματα. Σύνδεση πρώτου και δεύτερου νόμου. Αναφορά σε στατιστικό ορισμό της εντροπίας. Θεμελιώδεις Εξισώσεις σε ενεργειακή και εντροπική απεικόνιση, καταστατικές εξισώσεις. Θερμοδυναμικά δυναμικά, εξισώσεις Gibbs-Duhem. Ισορροπία, νόμος φάσεων του Gibbs, σημασία των θερμοδυναμικών δυναμικών σε αυθόρμητες μεταβολές καταστάσεων. Ισορροπία χημικής αντίδρασης, ελεύθερη ενέργεια Gibbs αντίδρασης.

1. Χημική Ισορροπία: Αποκατάσταση Ισορροπίας-Μεταβολή-Μετατόπιση Ισορροπίας-Νέα Αποκατάσταση Ισορροπίας.
2. Αγωγιμομετρική Τιτλοδότηση. Αγωγιμότητα σε Ιοντικά Διαλύματα.
3. Μεταβολή Κανονικής Ελεύθερης Ενέργειας Gibbs (ΔGo) Aντίδρασης.
4. Υπολογισμός Ενθαλπιών Εξουδετέρωσης Διαλυμάτων Ισχυρού και Ασθενούς Οξέος από περίσσεια διαλύματος ισχυρής βάσης.
5. Αλληλεπίδραση Ύλης και Ακτινοβολίας: Διαθλασιμετρία.
6. FTIR Προσδιορισμός Συντελεστή Μοριακής Απορρόφησης.

Ορισμοί και βασικές έννοιες. Διαστατική Ανάλυση. Ασυμπίεστη ροή σε αγωγούς και κανάλια. Σχέση ανάμεσα στην επιδερμική τριβή και τη διάτμηση, συντελεστής τριβής. Ανάδευση και ανάμειξη υγρών. Στρωτή ροή νευτωνικών ρευστών, ροή γύρω από βυθισμένα σώματα. Κατανομή ταχύτητας στην τυρβώδη ροή. Τριβή λόγω μεταβολής της ταχύτητας και της κατεύθυνσης. Ελάσσονες απώλειες. Σωλήνες εξαρτήματα και αντλίες. Αναπτυσσόμενο μανομετρικό ύψος. Ύψος αναρρόφησης και σπηλαίωση. Κατανάλωση ισχύος, είδη και χαρακτηριστικά αντλιών. Θερμοδυναμικοί υπολογισμοί στην εξάτμιση και στη συμπίεση. Μεταφορά θερμότητας με αγωγή. Αρχές της ροής θερμότητας στα ρευστά. Τυπικοί εναλλάκτες θερμότητας. Πυκνότητα ροής θερμότητας και συντελεστές μεταφοράς θερμότητας. Μέση θερμοκρασία ρεύματος ρευστού. Ολοκλήρωση στην ολική επιφάνεια, μέση λογαριθμική διαφορά θερμοκρασίας. Μερικοί συντελεστές μεταφοράς θερμότητας και υπολογισμός του ολικού συντελεστή από τους μερικούς. Συντελεστές επικαθήσεων. Μεταφορά θερμότητας σε ρευστά χωρίς αλλαγή φάσης: εξαναγκασμένη συναγωγή σε στρωτή και τυρβώδη ροή. Μηχανήματα ανταλλαγής θερμότητας. Εναλλάκτες κελύφους αυλών μιας και πολλαπλών διαδρομών. Eξατμιστήρες, αντλίες θερμότητας, ξηραντήρες.

1. Ροή σε δίκτυο σωληνώσεων.
2. Εναλλάκτης θερμότητας.
3. Ανάδευση και ανάμειξη υγρών.

Θερμοδυναμική των χημικών αντιδράσεων: Θερμοτονισμός χημικών αντιδράσεων και αδιαβατική θερμοκρασία. Χημική ισορροπία σε σύστημα μιας ή πολλών αντιδράσεων. Κινητική των χημικών αντιδράσεων: Ανάλυση εξισώσεων ρυθμού. Ανάλυση συστημάτων αντιδράσεων: Εκλεκτικότητα. Απόδοση. Αυτοκαταλυτικές αντιδράσεις. Εισαγωγή στην ανάλυση ευστάθειας χημικών αντιδραστήρων. Ποιοτική περιγραφή ετερογενών (κυρίως καταλυτικών) αντιδραστήρων. Καταλυτικές αντιδράσεις, παρασκευή και χαρακτηρισμός καταλυτών. Εγγενής κινητική και μηχανισμοί καταλυτικών αντιδράσεων. Εξωτερική μεταφορά μάζας και θερμότητας. Εσωτερική μεταφορά μάζας και θερμότητας, παράγοντας αποτελεσματικότητας. Απενεργοποίηση καταλυτών, αίτια και πρότυπα. Μη-καταλυτικές ετερογενείς χημικές αντιδράσεις. Εξισώσεις σχεδιασμού των πρότυπων χημικών αντιδραστήρων: διαλείποντος έργου, ημιδιαλείποντος έργου, CSTR, αυλωτοί, πλήρους ανάδευσης σε σειρά. Μοντέλα μη ιδανικών αντιδραστήρων.

1. Εκλεκτική καταλυτική αντίδραση ΝΟx σε αντιδραστήρα εμβολικής ροής.
2. Ισόθερμη αντίδραση υδροξειδίου του νατρίου με οξικό οξύ σε αντιδραστήρα διαλείποντος έργου.
3. Καταλυτική υδρογόνωση αλκενίων σε θερμοκρασία δωματίου και πίεση 1 atm.

Αρχές μικροβιολογίας, βιοχημείας και γενετικής. Κινητική ενζυμικών αντιδράσεων. Ακινητοποιημένα ένζυμα. Κινητική ανάπτυξης μικροοργανισμών και παραγωγής μεταβολικών προϊόντων. Τύποι βιοαντιδραστήρων. Σχεδιασμός βιοαντιδραστήρων για μικροβιακή ανάπτυξη, απομάκρυνση θρεπτικών συστατικών και παραγωγή μεταβολικών προϊόντων. Μικτές καλλιέργειες. Βελτιστοποίηση λειτουργίας βιοαντιδραστήρων. Ρύθμιση αερισμού, pH, ανάδευσης και θερμοκρασίας βιοδιεργασιών. Ετερογενής βιοκατάλυση.

1. Προσδιορισμός των κινητικών σταθερών του ενζύμου Ιμβερτάση.
2. Ακινητοποίηση ενζύμων μέσω εγκλωβισμού σε πήγμα.
3. Εκτίμηση βιοχημικού δυναμικού μεθανίου διαφορετικών υποστρωμάτων.

Στοιχεία Αντοχής Υλικών, σε συνέχεια όσων αναφέρθηκαν στο μάθημα της Τεχνικής Μηχανικής. Οι βασικοί τρόποι φόρτισης (αξονική, τέμνουσα, καμπτική, στρεπτική) αναλύονται υπό το πρίσμα των στοιχειωδών δοκιμών μέτρησης των μηχανικών ιδιοτήτων των υλικών. Εισαγωγή στην Επιστήμη και Μηχανική των Υλικών. Ηλεκτρονική δομή, δεσμοί μεταξύ των ατόμων, σύνδεση δεσμών με ιδιότητες των υλικών. Κρυσταλλικές και μη κρυσταλλικές δομές, σημειακές ατέλειες και προσμίξεις, μηχανικές ιδιότητες, μηχανισμοί ισχυροποίησης, κόπωση, ερπυσμός, διαγράμματα και μετασχηματισμοί φάσης, ανάπτυξη μικροδομής. Κατηγορίες υλικών (μέταλλα, κεραμικά, πολυμερή και σύνθετα) με βάση τα δομικά χαρακτηριστικά, τις μηχανικές, ηλεκτροχημικές και θερμικές ιδιότητες και μέθοδοι επεξεργασίας.

Εισάγονται οι θεμελιώδεις έννοιες και μέθοδοι στατικής μηχανικής. Θέματα υπό μελέτη: Δισδιάστατη και τρισδιάστατη διανυσματική αναπαράσταση δυνάμεων και ροπών. Στατική ισορροπία υλικών σημείων, στερεών σωμάτων και μηχανικών δομών. Ανάλυση εξωτερικών και εσωτερικών δυνάμεων δομών με τη χρήση διαγραμμάτων ελευθέρων σωμάτων. Ιδιότητες διατομών επιφανειών. Δικτυώματα, δοκοί και πλαίσια. Βασικές αρχές Αντοχής Υλικών.

Το μάθημα αυτό εισάγει το φοιτητή στα διάφορα είδη διαφορικών εξισώσεων, μεθόδους λύσεων και σε εφαρμογές τους στη μηχανολογία και επιστήμη υλικών. Θέματα: Απλές διαφορικές εξισώσεις (ΔΕ) πρώτης τάξεως, εφαρμογές - Απλές ΔΕ δευτέρας τάξεως, εφαρμογές (εξ. Νεύτωνα) - Γενική μελέτη γραμμικών ΔΕ - Ειδικές μέθοδοι για εξισώσεις με σταθερούς συντελεστές: η μέθοδος των σειρών Fourier και οι εφαρμογές της, η μέθοδος του μετασχηματισμού Laplace και οι εφαρμογές της - Ιδιοτιμές και ιδιοδιανύσματα μητρώων - Συστήματα γραμμικών ΔΕ με σταθερούς συντελεστές, λύση με χρήση μητρώων - Μερικές ΔΕ, προβλήματα συνοριακών τιμών (εξ. θερμότητας, εξ. κύματος, εξ. Laplace) - Γραμμικές ΔΕ με μεταβλητούς συντελεστές, μέθοδος δυναμοσειρών (εφαρμογές στις εξ. Bessel, Legendre) - Σταθερότητα λύσεων ΔΕ, μέθοδος φασικού χώρου.

Το μάθημα περιλαμβάνει εφαρμοσμένα παραδείγματα της μηχανικής ρευστών, μεταφοράς μάζας και ενέργειας, θερμοδυναμικής και φυσικών και χημικών διεργασιών. Συγκεκριμένα, το μάθημα περιλαμβάνει πειράματα αξιοποιώντας τις ακόλουθες πειραματικές διατάξεις (εξοπλισμό):

1. Αυτοματοποιημένη μονάδα προσδιορισμού συντελεστή διάχυσης και μελέτης μεταφοράς μάζας αερίων

Η μονάδα επιτρέπει στους φοιτητές να εξοικειωθούν με τις βασικές αρχές της θεωρίας μεταφοράς μάζας – ειδικά για την διάχυση ενός πτητικού υγρού σε αδρανές αέριο – επιτρέποντας τους να καταγράψουν πειραματικά δεδομένα που θα τους βοηθήσουν να κατανοήσουν στην πράξη την υπό μελέτη διεργασία.
Πειράματα και πρακτικές ασκήσεις με το σύστημα:
a. Εφαρμογή του νόμου του Fick για τον υπολογισμό της διαχυτότητας
b. Κατευθείαν μέτρηση των ρυθμών μεταφοράς μάζας
c. Προσδιορισμός του ρυθμού μεταφοράς μοριακής πυκνότητας
d. Μελέτη της επίδρασης της θερμοκρασίας στους συντελεστές διάχυσης
e. Χρήση των νόμων των αερίων για τον προσδιορισμό διαφοράς συγκεντρώσεων υπό τη μορφή μερικών πιέσεων αερίων
f. Γραφική αναπαράσταση των προφίλ πυκνότητας
g. Ασκήσεις βαθμονόμησης αισθητήρων

2. Αυτοματοποιημένη μονάδα προσρόφησης σε σταθερή κλίνη

Η μονάδα επιτρέπει στους φοιτητές να εξοικειωθούν με τις αρχές του φαινομένου προσρόφησης αερίων χρησιμοποιώντας σταθερή στήλη προσρόφησης. Η πειραματική αυτή διάταξη επιτρέπει την ανάλυση της προσρόφησης και των καμπύλων εκρόφησης που συνδέονται με τον διαχωρισμό του CO2 από αδρανές αέριο (He), χρησιμοποιώντας ενεργοποιημένο άνθρακα ως προσροφητικό.

Πειράματα και πρακτικές ασκήσεις με το σύστημα:
a. Μελέτη της θεωρίας κίνησης μορίων που περιγράφεται από τη διεργασία ρόφησης-εκρόφησης
b. Μελέτη της διεργασίας ρόφησης/εκρόφησης κάτω από διαφορετικές λειτουργικές συνθήκες όπως η θερμοκρασία, πίεση, ογκομετρική ροή και η συγκέντρωση του προσροφούμενου αερίου
c. Μελέτη των καμπύλων προσρόφησης του CO2 και τα θερμοκρασιακά προφίλ που προκύπτουν κατά τη διεργασία ρόφησης/εκρόφησης
d. Μελέτη του ψευδο-ισόθερμου συστήματος σε χαμηλές συγκεντρώσεις και πιέσεις.
e. Εξοικείωση με τον σχηματισμό των περιεκτικών και διάχυτων μετώπων κατά τη διεργασία προσρόφησης
f. Ασκήσεις βαθμονόμησης αισθητήρων
g. Εξαγωγή της ισόθερμου προσρόφησης του CO2 (σε κατάσταση ισορροπίας) από τις καμπύλες εκρόφησης

3. Αυτοματοποιημένοι χημικοί αντιδραστήρες

Η μονάδα περιλαμβάνει και τους τέσσερις βασικούς τύπους χημικών αντιδραστήρων (αυτόκλειστος, συνεχούς ροής-πλήρους ανάδευσης, εμβολικής ροής και σταθερής κλίνης).

Πειράματα και πρακτικές ασκήσεις με το σύστημα:
a. Προσδιορισμός ιοντικών αγωγιμοτήτων
b. Λειτουργία αυτόκλειστου
c. Προσδιορισμός της τάξης αντίδρασης για το οξικό οξύ
d. Προσδιορισμός της τάξης αντίδρασης για το υδροξείδιο του νατρίου
e. Υπολογισμός σταθεράς ταχύτητας του υδροξειδίου του νατρίου
f. Υπολογισμός σταθεράς ταχύτητας του υδροξειδίου του οξικού οξέος
g. Μεταβολή της κινητικής σταθεράς με τη θερμοκρασία; Εξίσωση Arrhenius
h. Θεωρητική και πειραματική μετατροπή αντιδρώντων
i. Επιδράσεις μιγμάτων
j. Εξαγωγή της εξίσωσης του ρυθμού αντίδρασης
k. Συνεχής λειτουργία
l. Επιδράσεις μιγμάτων σε συνεχή λειτουργία
m. Μέτρηση αγωγιμότητας του συστήματος: conductimeter
n. Μεταβολή της μετατροπής με το χρόνο παραμονής των αντιδρώντων
o. Κατανομή χρόνου παραμονής
p. Προσδιορισμός της σταθεράς του ρυθμού αντίδρασης
q. Ασκήσεις βαθμονόμησης αισθητήρων
r. Μελέτη της δυναμικής συμπεριφοράς αντιδραστήρων CSTR σε σειρά
s. Επίδραση της ογκομετρικής ροής
t. Συνεχής λειτουργία:
 Με έναν αντιδραστήρα
 Με έναν αντιδραστήρα και επίδραση μιγμάτων
 Με τρεις αντιδραστήρες
u. Επίδραση βηματικής μεταβολής
v. Απόκριση σε αυθόρμητη αλλαγή

4. Αυτοματοποιημένος καταλυτικός αντιδραστήρας

Η μονάδα επιτρέπει στους φοιτητές να εξοικειωθούν με τις αρχές της αντίδρασης υδρόλυσης της σακχαρόζης σε συνεχές σύστημα χρησιμοποιώντας καταλυτικό αντιδραστήρα σταθερής κλίνης.
Η μονάδα επιτρέπει την ανάλυση της συμπεριφοράς και των κύριων χαρακτηριστικών ενός καταλύτη σε μια χημική αντίδραση και της σταθεροποίησης καταλυτών σε αντιδραστήρα. Επιπρόσθετα χρησιμοποιώντας το σύστημα ανάλυσης FIA, οι φοιτητές μπορούν να προσδιορίσουν το βαθμό μετατροπής των αντιδρώντων και τη συγκέντρωση των τελικών προϊόντων σε συνεχή τρόπο, χωρίς να απαιτείται η επαναλαμβανόμενη και «χειροκίνητη» μέτρηση τους.

Πειράματα και πρακτικές ασκήσεις με το σύστημα:
a. Μελέτη των αρχών ενός καταλυτικού αντιδραστήρα σταθερής κλίνης
b. Επίδραση του μεγέθους σωματιδίων στην αποτελεσματικότητα του αντιδραστήρα
c. Σύγκριση χημικής και βιολογικής (ενζυμικής) κατάλυσης
d. Μελέτη της επίδρασης διαφορετικών παραμέτρων για την επίτευξη των τελικών προϊόντων, π.χ., ροή εισόδου, θερμοκρασία αντίδρασης, συγκέντρωση αντιδρώντων
e. Βαθμονόμηση φασματοφωτομέτρου
f. Χρήση φασματοφωτομέτρου και ανάλυση προϊόντων
g. Μελέτη της τεχνικής Flow Injection Analysis (FIA)
h. Μελέτη της επαναληψιμότητας και ευαισθησίας της τεχνικής FIA σε σχέση με την ροή και την συγκέντρωση του δείγματος
i. Ασκήσεις βαθμονόμησης αισθητήρων
j. Μελέτη κατάλυσης σε σταθερή και μη σταθερή κατάσταση
k. Προσδιορισμός κινητικής σε σταθερή και μη σταθερή κατάσταση σε καταλυτικό αντιδραστήρα σταθερής κλίνης

5. Μονάδα μελέτης της διάβρωσης

Η μονάδα επιτρέπει την εξοικείωση με τις αρχές της διάβρωσης. Ο στόχος της άσκησης αυτής είναι η ταυτόχρονη μελέτη οκτώ (8) κελιών διάβρωσης σε διαφορετικές συνθήκες και η επίδραση της διεργασίας διάβρωσης.

Πειράματα και πρακτικές ασκήσεις με το σύστημα:
a. Γαλβανικό δυναμικό
b. Μελέτη γαλβανικών ζευγών
c. Παθητικοποίηση σιδήρου
d. Επίδραση pH
e. Ανοδίωση αλουμινίου
f. Προστασία καθόδου
g. Γαλβανική οξείδωση και αν διάβρωση
h. Σχηματισμός κελιών Daniell για την παρακολούθηση των πρότυπων δυναμικών
i. Επίδραση συγκέντρωση οξυγόνου στη διάβρωση
j. Ηλεκτρολυτική διάβρωση
k. Χημική παρεμπόδιση
l. Αποτροπή σχηματισμού πλάκας
m. Επίδραση εσωτερικού στρες
n. Μελέτες επεξεργασίας νερού
π.χ., σταθεροποίηση ανθρακικού ασβεστίου, οξείδωση σιδήρου και μαγγανίου σε υπόγεια ύδατα, επεξεργασία νερού με χημική καθίζηση, απολύμανση νερού με διάλυμα χλωρίου.

6. Αυτοματοποιημένη συσκευή κατακάθισης

Η μονάδα επιδεικνύει τη διεργασία καθίζησης και επιτρέπει στους φοιτητές να εξοικειωθούν με τις αρχές κατακάθισης σωματιδίων σε δοχείο.
Η μονάδα επιτρέπει επίσης στους φοιτητές να μελετήσουν τα υδραυλικά χαρακτηριστικά ενός ορθογώνιου δοχείου κατακάθισης σε συνεχή λειτουργία. Επιπλέον, η μονάδα επιτρέπει στους χρήστες να εξαγάγουν αξιόπιστα συμπεράσματα σε σχέση με τη λειτουργία της και να τα εφαρμόσουν για τη λειτουργία μονάδων σε πραγματική κλίμακα.

Πειράματα και πρακτικές ασκήσεις με το σύστημα:
a. Μελέτη των βασικών αρχών διαχωρισμού στερεών σε αιώρημα
b. Αποτελεσματικότητα διαχωρισμού με κατακάθιση
13
c. Μελέτη ρευματικών γραμμών
d. Ασκήσεις βαθμονόμησης αισθητήρων
e. Μελέτη της επίδρασης της ροής, θερμοκρασίας νερού εισόδου και άλλων παραμέτρων
f. Μέτρηση απόδοσης ιζηματογενούς αφαίρεσης και συσχέτιση αυτής με τα υδραυλικά χαρακτηριστικά
g. Σύγκριση πραγματικής ροής με μοντέλα ιδανικής ροής
h. Μελέτη της απόδοσης του διαχωρισμού σε σχέση με: τη συγκέντρωση των σωματιδίων στο αιώρημα, της ροής και της θέσης του ρυθμιστή ροής

7. Αυτοματοποιημένη στήλη κλασματικής απόσταξης συνεχούς λειτουργίας

Η μονάδα επιτρέπει στους φοιτητές να εξοικειωθούν με τις βασικές αρχές της διεργασίας απόσταξης και να μελετήσουν τις παραμέτρους που την επηρεάζουν. Επιπρόσθετα, οι φοιτητές θα έχουν την ευκαιρία να ερευνήσουν τις αρχές που διέπουν την μεταφορά μάζας και ενέργειας, όπως επίσης και να προσδιορίσουν τις βέλτιστες συνθήκες για το διαχωρισμό σε μεγάλη κλίμακα.

Πειράματα και πρακτικές ασκήσεις με το σύστημα:
a. Ετοιμασία διαλυμάτων και πλήρωση της κολώνας
b. Αυτόκλειστη και συνεχής λειτουργία της στήλης
c. Εξαγωγή του διαγράμματος McCabe-Thiele χωρίς αναρροή
d. Εξαγωγή του αριθμού πλακών χωρίς αναρροή
e. Υπολογισμός αποτελεσματικότητας χωρίς αναρροή
f. Μεταβολή της σύστασης του αποστάγματος, διατηρώντας το λόγο αναρροής σταθερό
g. Σταθερή σύσταση αποστάγματος με μεταβολή ή διατήρηση του λόγου αναρροής
h. Συνεχής τροφοδοσία της στήλης
i. Ισοζύγια μάζας και ενέργειας σε όλο το σύστημα
j. Δυναμική μελέτη πλακών, συμπεριλαμβανομένης της απώλειας φορτίου και της πλημύρισης της στήλης
k. Μελέτη της επίδρασης της θερμοκρασίας τροφοδοσίας στη συνεχή λειτουργία
l. Υπολογισμός του αριθμού θεωρητικών πλακών και του ισοδύναμου ύψους τους (HEPT) στις στήλες δακτυλίου Raschig
m. Μέτρηση της θερμοκρασίας όλων των πλακών
n. Μελέτη της απόδοσης απόσταξης σε διαφορετικές πιέσεις
o. Επίδραση της θέσης και της θερμοκρασίας της τροφοδοσίας
p. Επίδειξη αζεοτροπικής απόσταξης
q. Ασκήσεις βαθμονόμηση δοσομετρικής αντλίας, θερμομέτρων και αισθητήρων ροής και πίεσης

Εισαγωγή στις αρχές της οικονομικής επιστήμης: Προσφορά, ζήτηση, πλεόνασμα παραγωγού και καταναλωτή, ισορροπία σε περιπτώσεις τέλειου ανταγωνισμού ή μονοπωλίου. Κατηγορίες αγαθών, ελαστικότητες. Συμπεριφορά επιχειρήσεων. Χρηματοροές και βελτιστοποίηση συμπεριφοράς ως προς το χρόνο. Επιτόκιο αναγωγής, παρούσα αξία και συντελεστές χρηματοοικονομικής απόδοσης. Εφαρμογή στην αξιολόγηση επενδυτικών προγραμμάτων στη βιομηχανία. Αρχές στρατηγικής διοίκησης επιχειρήσεων.

Ηλεκτροχημεία. Φασματοσκοπία: Η «εφαρμοσμένη» κβαντομηχανική. Ύλη και φως: Ατομική-μοριακή δομή, προσεγγιστικές θεωρίες, αλληλεπίδραση ακτινοβολίας-ύλης. Φασματοσκοπική Ανάλυση: Ερμηνεία φασμάτων, προσδιορισμός ατομικών και μοριακών σταθερών. Φασματοσκοπικές Τεχνικές και παρατηρήσεις: Απορρόφηση, ιονισμός, φασματοσκοπία φωτοηλεκτρονίων, χημική ανάλυση ουσιών. Φασματοσκοπία Υψηλής Διακριτικής Ικανότητας: Μοριακές Δέσμες, Κορεσμός, Απαλλαγή από διαπλάτυνση Doppler. Μη-γραμμικά φαινόμενα: Πολυφωτονική διέγερση και ιονισμός, φασματοσκοπία Raman, Φασματοσκοπίας μάζας με Λέιζερ, Αναλυτικές εφαρμογές. Φασματοσκοπία με Λέιζερ στενών παλμών: Χρόνος ζωής διεγερμένων καταστάσεων, τεχνικές pump-probe. Αλληλεπίδραση με ισχυρά ΗΜ πεδία: Γένεση υψηλών αρμονικών, ιονισμός πάνω από το κατώφλι ιονισμού, άλλα φαινόμενα. Ψύξη ατόμων με Λέιζερ: Συμπύκνωση Bose-Einstein. Φασματομετρικές τεχνικές. Εισαγωγή στις οπτικές μεθόδους ανάλυσης. Μοριακή φασματομετρία απορροφήσεως: Υπεριώδους, Ορατού και Υπερύθρου. Τεχνικές φασματομετρίας: Νόμος Lambert-Beer, Φωτομετρικό σφάλμα, Άμεση (απόλυτη) φασματομετρία. Στοιχειώδης μελέτη αρμονικού ταλαντωτή. Χαρακτηριστικές συχνότητες δονήσεων ομάδων.

1. Ηλεκτροχημεία Ι: Τιτλοδότηση Οξειδοαναγωγής.
2. Ηλεκτροχημεία ΙΙ: FTIR Φασματοφωτομετρικός Χαρακτηρισμός Αντίδρασης Οξειδο-αναγωγής.
3. UV/Vis Φασματοφωτομετρικός Χαρακτηρισμός Πρωτεινών.
4. UV/Vis Φασματοφωτομετρικός Προσδιορισμός Άγνωστης Συγκέντρωσης.
5. ΑΤR-FTIR Φασματοφωτομετρική Ποιοτική Ανάλυση.
6. FTIR Φασματοφωτομετρική Ποιοτική Ανάλυση. Ταυτοποίηση Άγνωστων Ενώσεων.

Καταστατικές εξισώσεις αερίων. Πτητικότητα. Διαγράμματα φάσεων καθαρών ουσιών. Υπολογισμοί εντροπικών μεταβολών. Απωλεσθέν έργο. Διαθέσιμη ενέργεια. Θερμοδυναμική ανάλυση απλών κύκλων ισχύος: Κύκλος Carnot, Κύκλοι Rankine, Stirling. Σύνθετοι κύκλοι ισχύος. Θερμοδυναμική ανάλυση θερμικών και ψυκτικών κύκλων. Μέθοδοι πρόρρησης φυσικών ιδιοτήτων καθαρών ουσιών. Ογκομετρική συμπεριφορά καθαρών ουσιών. Υπολογισμός θερμοδυναμικών ιδιοτήτων. Ειδική θερμότητα. Θερμοχωρητικότητα υπό σταθερό όγκο και υπό σταθερή πίεση. Υπολογισμός μεταβολών θερμοδυναμικών συναρτήσεων για καθαρές ουσίες. Θερμοδυναμική των διεργασιών ροής, ακροφύσια, διαχυτήρες, διεργασίες στραγγαλισμού ροής, συμπιεστές, αντλίες κλπ. Ισορροπία ατμού-υγρού σε χαμηλές πιέσεις. Συντελεστές ενεργότητας (εξάρτηση από πίεση, θερμοκρασία, συγκέντρωση, μοντέλα υπολογισμού). Υπολογισμοί σημείου φυσαλίδας και δρόσου σε χαμηλές πιέσεις. Ισορροπία ατμού-υγρού σε υψηλές πιέσεις (μέθοδοι υπολογισμού συντελεστών κατανομής, υπολογισμοί σημείου δρόσου, βρασμού και εκτόνωσης).

Θεμελιώδεις αρχές Ηλεκτρομαγνητισμού, ηλεκτρικών ποσοτήτων, κυκλωμάτων, σημάτων, Νόμοι Kirchoff, Στοιχεία κυκλωμάτων, Ενέργεια και Ισχύς, Γραμμικά στοιχεία, Βασικές αρχές ανάλυσης ηλεκτρικών κυκλωμάτων, θεωρήματα (διαίρεση τάσης και ρεύματος, επαλληλία, σύνδεση αντιστάσεων σε σειρά και παράλληλα, ισορροπημένες γέφυρες, Κennelly, Μillman, Τhevenin, Norton, μετασχηματισμός πηγών), Στοιχειώδη μεταβατικά φαινόμενα για κυκλώματα πρώτης τάξης, Μόνιμη ημιτονοειδής κατάσταση (χρήση phasors, μιγαδική, πραγματική και άεργος ισχύς, θεωρήματα), Τριφασικά κυκλώματα (συμμετρικά φορτία, μέτρηση ισχύος).

Ανάλυση και σχεδιασμός των Χημικών αντιδραστήρων. Θερμοδυναμική μελέτη των χημικών αντιδράσεων. Κινητική ανάλυση των ομογενών χημικών αντιδράσεων Εφαρμογή των θεμελιωδών εξισώσεων μάζας και ενέργειας στους χημικούς αντιδραστήρες. Ολοκλήρωση των σχεδιαστικών εξισώσεων των ιδανικών ομογενών αντιδραστήρων. Πειραματικός προσδιορισμός των συναρτήσεων ταχύτητας των χημικών αντιδράσεων. Σχεδιασμός ομογενών ισοθερμοκρασιακών και μη αντιδραστήρων ασυνεχούς λειτουργίας. Σχεδιασμός ομογενών ισοθερμοκρασιακών και μη αντιδραστήρων ημι-συνεχούς λειτουργίας. Σχεδιασμός ομογενών ισοθερμοκρασιακών και μη αντιδραστήρων συνεχούς λειτουργίας και πλήρους ανάμιξης. Ιδανικοί αντιδραστήρες εμβολικής ροής. Μη ιδανική ροή σε χημικούς αντιδραστήρες. Συστήματα Ετερογενών χημικών αντιδραστήρων. Φαινόμενα μεταφοράς μάζας και ενέργειας σε ετερογενείς χημικούς αντιδραστήρες.

Εισαγωγή στη μεταφορά θερμότητας. Μηχανισμοί μεταφοράς θερμότητας-παραδείγματα. Νόμος Fourier στην αγωγή, συσχέτιση Newton στην συναγωγή. Γενική διαφορική εξίσωση μεταφοράς θερμότητας. Συνοριακές και αρχικές συνθήκες στην μεταφορά θερμότητας. Αριθμός Biot, σταθερή μονοδιάσταστη αγωγή. Παραγωγή θερμότητας στον όγκο και στις διεπιφάνειες υλικών. Άθροιση θερμικών αντιστάσεων σε διάφορες γεωμετρίες. Προσέγγιση πτερυγίου. Σταθερή Αγωγή σε δύο διαστάσεις. Ακριβείς λύσεις με χωρισμό μεταβλητών. Συντελεστής σχήματος. Λύση με χρήση διαγραμμάτων και πολυωνυμική παρεμβολή. Μεταβατική μονοδιάστατη αγωγή. Λύσεις με μετασχηματισμό ομοιότητας και Laplace. Λύσεις με χωρισμό μεταβλητών. Προσεγγιστικές λύσεις. Μεταβατική πολυδιάστατη αγωγή. Προσεγγιστική ανάλυση. Λύσεις με χωρισμό μεταβλητών. Εισαγωγή στη συναγωγή θερμότητας. Βεβιασμένη και ελεύθερη συναγωγή. Διαστατική ανάλυση και ομοιότητα. Παραδείγματα με απλή αναλυτική λύση. Προσεγγιστικές συσχετίσεις στην συναγωγή θερμότητας. Αναλογίες μεταφοράς θερμότητας, μάζας και γραμμικής ορμής. Oι αριθμοί Nusselt, Graetz, Prandtl και Peclet. Βεβιασμένη συναγωγή γύρω από σώματα και μέσα σε αγωγούς. Συναγωγή πάνω από επιφάνεια, το συνοριακό στρώμα θερμότητας. Μήκος εισόδου σε αγωγούς. Αναπτυσσόμενη και ανεπτυγμένη υδραυλικά και θερμικά ροή. Χρήση προσεγγιστικών πολυωνύμων, συσχετίσεων και διαγραμμάτων για την επίλυση προβλημάτων. Συναγωγή σε τυρβώδη ροή. Εναλλάκτες θερμότητας. Τύποι εναλλακτών και χρήσεις. Ολικός συντελεστής μεταφοράς θερμότητας. Ακτινοβολία θερμότητας. Νόμος του Planck και των Stefan-Boltzmann. Εκπομπή και απορρόφηση. Μέλαν και φαιό σώμα. Ακτινοβολία μεταξύ φαιών σωμάτων.

Συστηματική κατάστρωση και επίλυση ισοζυγίων μάζας και ενέργειας. Βαθμοί ελευθερίας και επίλυση μη-γραμμικών εξισώσεων. Ρεύματα ανακυκλοφορίας και συνέπειες στην επίλυση των εξισώσεων που περιγράφουν τα ισοζύγια μάζας και ενέργειας. Δεδομένα σχεδιασμού και συλλογή τους. Θερμοδυναμικά μοντέλα ιδανικών και μη-ιδανικών μιγμάτων. Διαγράμματα βαθμίδων, μεθοδολογικά διαγράμματα ροής (PFDs) και διαγράμματα σωληνώσεων και οργάνων (Ρ&IDs). Κριτήρια επιλογής χημικών αντιδραστήρων, κριτήρια επιλογής φυσικό-χημικών διεργασιών διαχωρισμού, βασικές αρχές ολοκλήρωσης με παραμετρική ανάλυση και μελέτες αντισταθμίσεων, και στοιχεία σχετικά με την ασφάλεια της εγκατάστασης. Προκαταρκτικός σχεδιασμός και διαστασιολόγηση μηχανολογικού εξοπλισμού. Προκαταρκτική διαστασιολόγηση στηλών κλασματικής απόσταξης, στηλών απορρόφησης, εκχύλισης και απορρόφησης, εναλλακτών θερμότητας, αντλιών και συμπιεστών. Εκτίμηση κόστους παγίου κεφαλαίου, κόστος εγκατεστημένου εξοπλισμού, κόστος άμεσης εργασίας και κόστος βοηθητικών παροχών. Απόσβεση και εκτίμηση συνολικού κόστους παραγωγής. Αξιολόγηση επενδυτικών σχεδίων. Δείκτες αξιολόγησης επενδύσεων. Καθαρή παρούσα αξία, ρυθμός επιστροφής κεφαλαίου και χρόνος αποπληρωμής. Χρήση πακέτων λογισμικού UNISIM, HYSYS, ASPEN PLUS για προσομοίωση χημικών/βιοχημικών διεργασιών.

Απόσταξη: απόσταξη δυαδικών μιγμάτων, απόσταξη ισορροπίας, διαφορική απόσταξη, κλασματική απόσταξη, κλασματική απόσταξη πολυσυστατικών μειγμάτων, απόσταξη ακατέργαστου πετρελαίου, απόσταξη οίνου. Απορρόφηση: εξισώσεις σχεδιασμού και ανάλυσης, απορρόφηση πολλών βαθμίδων κατ’ αντιρροή, απορρόφηση πολυσυνθετικών μιγμάτων, διεργασίες απορρόφησης, διαστασιολόγηση στηλών απορρόφησης. Προσρόφηση: ισορροπία και ισόθερμες, δυναμική και αρχές της προσρόφησης, καμπύλες διέλευσης. Εκχύλιση: διεργασίες εκχύλισης, εκχυλιστήρες, πράσινοι διαλύτες. Ρευστοποιημένες κλίνες. Σωματιδιακοί διαχωρισμοί: διήθηση, καθίζηση, φυγοκέντριση, διαχωρισμοί με μεμβράνες, υπερδιήθηση, κυκλώνες, φιλτράρισμα αερίων, κρυστάλλωση, ηλεκτρομαγνητικοί διαχωρισμοί, κοσκίνισμα, επίπλευση, εξάχνωση. Εφαρμογές φυσικών διεργασιών στην πετροχημική βιομηχανία και τη βιομηχανία τροφίμων.

Μέτρηση του συντελεστή διάχυσης
Διεργασίες Σωματιδίων: Μείωση μεγέθους σε μύλο
Διεργασίες Σωματιδίων: Διαχείριση σκόνης
Διεργασίες Σωματιδίων: Διαχωρισμό σωματιδίων με δονούμενο κόσκινο

Συστήματα υδρογονανθράκων και χημεία του πετρελαίου. Δραστηριότητες μεταφοράς και αποθήκευσης πετρελαίου και φυσικού αερίου. Φυσικό αέριο, Υγρό Φυσικό Αέριο και Συμπιεσμένο Φυσικό Αέριο. Μεταφορά φυσικού αερίου, υγρού φυσικού αερίου και συμπιεσμένου φυσικού αερίου. Υγροποίηση Φυσικού Αερίου (ΥΦΑ) και κρυογενική τεχνολογία. Ασφάλεια και Ψυκτικοί κίνδυνοι στην διαδικασία ΥΦΑ. Θερμοδυναμική υγροποίησης φυσικού αερίου και συμπιεσμένου φυσικού αερίου. Εξοπλισμός διεργασίας υγροποίησης και τεχνολογίες υγροποίησης. Δεξαμενές υγροποιημένου φυσικού αερίου. Πυρσός υψηλής πίεσης. Θαλάσσιες Εγκαταστάσεις. Δεξαμενόπλοια μεταφοράς υγροποιημένου φυσικού αερίου. Αποθήκευση με μέτρηση αργού πετρελαίου. Τύποι δεξαμενών. Σχεδιασμός δεξαμενών αποθήκευσης πετρελαίου.  Δοκιμές των δεξαμενών αποθήκευσης. Διαδικασία και διαχείριση φορτίου. Θέματα διάβρωσης σε δεξαμενές και αγωγούς πετρελαίου. Εκτίμηση κινδύνων και έλεγχος ασφάλειας στις δεξαμενές αποθήκευσης πετρελαίου.

Εισαγωγή στη βιοχημική επιστήμη και μηχανική βιολογικών συστημάτων και προϊόντων. Βιοτεχνολογία ενζύμων. Κυτταρική διάρρηξη, ξήρανση-διαχωρισμός διαλυτών προϊόντων, μηχανικοί και φυσικοί διαχωρισμοί. Βιοδιεργασίες χρήσης καλλιεργειών ζωικών και φυτικών κυττάρων. Αξιοποίηση ανανεώσιμων πρώτων υλών, εφαρμογές βιοδιυλιστηρίων. Βιολογικά μακρομόρια. Σύσταση, προκατεργασία και υδρόλυση λιγνοκυτταρινούχου βιομάζας. Η φυτική βιομάζα ως 1η ύλη για παραγωγή βιοκαυσίμων. Βιοτεχνολογία παραγωγής βιοαιθανόλης και βιοντήζελ. Παραγωγή βιοκαυσίμων 3ης γενιάς από μικροφύκη.

Στερεά, Υγρή και αέρια ρύπανση: Βασικές διεργασίες αντιρρύπανσης. Εφαρμογή των διεργασιών αντιρρύπανσης σε συστήματα απορρύπανσης. Δεδομένα – Χαρακτηριστικά υγρών αποβλήτων για τον σχεδιασμό εγκαταστάσεων αντιρρύπανσης. Σχεδιασμός εγκαταστάσεων προεπεξεργασίας υγρών αποβλήτων. Σχεδιασμός μονάδων απομάκρυνσης ρύπων από αέρια (scrubbers). Σχεδιασμός μονάδων απομάκρυνσης αερίων ρύπων από υγρά με την μέθοδο της απογύμνωσης (strippers). Σχεδιασμός μονάδων προσρόφησης ενεργού άνθρακα για την απομάκρυνση Οργανικών Πτητικών Ενώσεων (VOC’s) από ροές αερίων. Σχεδιασμός καμινάδων για την διασπορά αέριων ρύπων στην ατμόσφαιρα. Σχεδιασμός αεριοκυκλώνων για την απομάκρυνση αιωρούμενων στερεών από ροές αερίων.

Εισαγωγή σε συστήματα αυτόματης ρύθμισης. Αναγκαιότητα συστημάτων ρύθμισης στη βιομηχανία. Οι βασικές έννοιες στα συστήματα αυτόματης ρύθμισης. Διάγραμμα βαθμίδων, μεταβλητές εκ χειρισμού, ρυθμιζόμενες μεταβλητές, μεταβλητές φορτίου. Μετασχηματισμός Laplace. Εξαγωγή μετασχηματισμών Laplace για βασικές συναρτήσεις. Επίλυση διαφορικών εξισώσεων μέσω μετασχηματισμού Laplace. Δυναμική μοντελοποίηση συστημάτων χημικής μηχανικής. Γραμμικοποίηση μη γραμμικών δυναμικών συστημάτων. Η συνάρτηση μεταφοράς. Η χαρακτηριστική εξίσωση του συστήματος. Συστήματα κλειστού βρόχου. Δυναμική συμπεριφορά φυσικών συστημάτων. Συστήματα 1ής, 2ής και μεγαλύτερης τάξης. Συστήματα με ανατροφοδότηση. Ρυθμιστές τύπου PID. Προσομοίωση δυναμικών συστημάτων κλειστού βρόχου. Σύγχρονες μέθοδοι βαθμονόμησης PID ρυθμιστών. Ανάλυση συστημάτων ρυθμίσεως με τη μέθοδο της συχνοτικής απόκρισης. Ευστάθεια συστημάτων ρύθμισης. Μόνιμη απόκλιση - σημασία ολοκληρωτικής δράσεως. Συνάρτηση ευαισθησίας. Ανάλυση ευστάθειας κλειστού βρόχου. Κριτήριο ευστάθειας Routh. Κριτήριο ευστάθειας Bode. Περιθώρια ενίσχυσης και φάσης. Διάγραμμα τόπου ριζών. Υπολογισμός κριτηρίων αποδόσεως ρυθμιστικών συστημάτων και βελτιστοποίηση.