物理化学序論<1組>(工学域物質化学系学類)

科目名
Course Title
授業コード 単位数 配当年次 開講期間
Term
科目分類 ナンバリング
コード
曜日
コマ
教室 担当教員氏名
Instructor
物理化学序論<1組>(工学域物質化学系学類)
Introduction to Physical Chemistry
B201340001 2 1 後期授業 専門科目 BCCHE2209-J1 金1 A5-305 末吉 健志・他

オフィスアワー

月曜日 16:15~17:45(末吉)
火曜日 16:15~17:45(堀内)
個別面談やZoom等によるオンライン面談を希望する場合、事前に教員にメールにて相談すること。

授業目標

我々の周りにある様々な物質の構造・物性・反応にみられる特徴(マクロな性質)は、物質を構成する原子・分子の振る舞い(ミクロな性質)が集合することにより現れる特徴である。物理化学は、物質が示すマクロな性質を原子・分子というミクロな構成成分の振る舞いの視点から理解することを目指す学問である。
物理化学序論では、物理化学の初段階として熱力学の基礎を学ぶ。熱力学とは、物質の存在状態およびその状態の変化(相変化や化学反応など)とそれにともなうエネルギー(熱)の出入りというマクロな現象を、経験則として体系化したものである。したがって、物質の性質とその変化を取り扱う物質化学系学類においては、熱力学は重要な知識の体系である。
本授業では化学熱力学の基礎を学ぶことにより、1)熱の出入りにともなって起きる物質の変化の方向を予測できる、2)最終的に到達する状態(平衡状態)を推定できる、3)逆に、様々な条件の下における状態の変化にともなって起きる熱の出入りの量を推定できる、ようになることを目標とする。

教科書

「熱力学 基礎と演習」、朝倉書店、ISBN 978-4-254-25036-7

参考書

バーロー 物理化学 上、東京化学同人、ISBN 4-8079-0502-3

関連科目

化学A(学類共通)、
物理化学ⅡA、物理化学演習ⅠA(応用化学課程)、
化学工学熱力学、物理化学ⅡB(化学工学課程)、
物質の構造・組織Ⅰ、マテリアル工学基礎演習(マテリアル工学課程)

授業時間外の学習(準備学習等について)

講義の内容を十分に理解し、講義の進度についてゆくためには、毎週の講義の前後に1時間の予習と復習を励行することが推奨される。復習では、講義当日のうちに講義内容に関連する例題・練習問題などを実際に解いてみるとともに解答例を参照することにより、講義内容の再確認、理解の間違いの訂正を可能ならしめるので、たとえ短い時間であっても、実行することが推奨される。特に、物理化学では単位をともなう数値計算が頻繁に出てくるので、実際に自分の手を使って計算をしてみることにより、計算力の向上が図れるとともに内容の理解にも大いに役立つ。

授業の概要

授業目標の項に掲げた目標を達成するために、化学熱力学の基礎を学ぶ。具体的には、以下の授業計画の項に掲げてある熱力学の基礎として必要な各項目を、授業計画に沿って学ぶ。

授業計画

第1回 授業ガイダンス(ミクロとマクロの世界、物理化学で学ぶこと、単位の話) 準備学習等 授業前に教科書の該当箇所を熟読すること。
授業後は配布資料・板書内容・小テストの内容について復習すること。
第2回 教科書「熱力学 基礎と演習」第2章
熱力学の概要
準備学習等 授業前に教科書の該当箇所を熟読すること。
授業後は配布資料・板書内容・小テストの内容について復習すること。
第3回 教科書「熱力学 基礎と演習」第3章
気体の熱力学(1、理想気体)
準備学習等 授業前に教科書の該当箇所を熟読すること。
授業後は配布資料・板書内容・小テストの内容について復習すること。
第4回 教科書「熱力学 基礎と演習」第3章
気体の熱力学(2、実在気体)
準備学習等 授業前に教科書の該当箇所を熟読すること。
授業後は配布資料・板書内容・小テストの内容について復習すること。
第5回 教科書「熱力学 基礎と演習」第5章
エネルギー・エンタルピーと熱力学第一法則(1)
準備学習等 授業前に教科書の該当箇所を熟読すること。
授業後は配布資料・板書内容・小テストの内容について復習すること。
第6回 教科書「熱力学 基礎と演習」第5章
エネルギー・エンタルピーと熱力学第一法則(2)
準備学習等 授業前に教科書の該当箇所を熟読すること。
授業後は配布資料・板書内容・小テストの内容について復習すること。
第7回 教科書「熱力学 基礎と演習」第6章
エントロピーと熱力学第二、第三法則(1)
準備学習等 授業前に教科書の該当箇所を熟読すること。
授業後は配布資料・板書内容・小テストの内容について復習すること。
第8回 前半のまとめと演習(理解度確認テストを含む) 準備学習等 テスト前には前半の授業内容を復習すること。
テスト後は、解答できなかった問題について復習すること。
第9回 教科書「熱力学 基礎と演習」第6章
エントロピーと熱力学第二、第三法則(2)
準備学習等 授業前に教科書の該当箇所を熟読すること。
授業後は配布資料・板書内容・小テストの内容について復習すること。
第10回 教科書「熱力学 基礎と演習」第6章
エントロピーと熱力学第二、第三法則(3)
準備学習等 授業前に教科書の該当箇所を熟読すること。
授業後は配布資料・板書内容・小テストの内容について復習すること。
第11回 教科書「熱力学 基礎と演習」第7章
自由エネルギーと化学平衡(1)
準備学習等 授業前に教科書の該当箇所を熟読すること。
授業後は配布資料・板書内容・小テストの内容について復習すること。
第12回 教科書「熱力学 基礎と演習」第7章
自由エネルギーと化学平衡(2)
準備学習等 授業前に教科書の該当箇所を熟読すること。
授業後は配布資料・板書内容・小テストの内容について復習すること。
第13回 教科書「熱力学 基礎と演習」第7章
自由エネルギーと化学平衡(3)
準備学習等 授業前に教科書の該当箇所を熟読すること。
授業後は配布資料・板書内容・小テストの内容について復習すること。
第14回 教科書「熱力学 基礎と演習」第9章
相平衡
準備学習等 授業前に教科書の該当箇所を熟読すること。
授業後は配布資料・板書内容・小テストの内容について復習すること。
第15回 後半および全体のまとめと演習 準備学習等 演習前に後半の配布資料や教科書の該当箇所を熟読すること。
授業後には、定期試験に向けて理解不足だった内容を中心に復習すること。
第16回 定期試験(期末試験) 準備学習等 テスト前には後半の授業内容を復習すること。
テスト後には、解答できなかった問題について復習すること。

成績評価

授業目標(達成目標)の1〜3の達成度で成績評価を行う。C(合格)となるためには教科書の授業で扱う章についての基本的な問題(例題・章末問題レベル)が解けることが必要である(ただし、軽微な計算ミスは除く)。成績を評価する手段として、小テスト・中間・期末試験を用いる。成績評価に占める割合は小テスト・中間・期末試験を 100% とする。

備考(実務経験の活用を含む)

授業開始前日までに受講申請を終えておくこと。