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現在位置: ホーム ja シラバス(2020年度) 工学部 工業化学科 物理化学基礎及び演習[工化2]

物理化学基礎及び演習[工化2]

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科目ナンバリング
  • U-ENG27 27102 LJ60
開講年度・開講期 2020・前期
単位数 2 単位
授業形態 講義
対象学生 学部生
使用言語 日本語
曜時限 火2
教員
  • 田中 庸裕(工学研究科 教授)
  • 寺村 謙太郎(工学研究科 准教授)
授業の概要・目的 授業は板書を中心に行い,適宜必要な数学の復習を加える。
 熱力学の基本三法則の習得とその物理化学への応用を目的とし,毎回授業後半で演習(小テスト)を実施し理解度を確認しながら基礎的な内容について講義を行う。
到達目標 熱力学の基本法則(とくにエントロピーの概念と第二法則)の理解を目標とする。また,現実の物理化学的な系へのそれらの適用法を習得することを目標とする。
授業計画と内容 物理化学的な系(3回) 田中
1)質点・分子の運動,運動量と力積,力と圧力,気体分子運動論,気体の状態方程式の知識を前提とした,系と外界(環境体),孤立系,閉じた系,開いた系
2)孤立系の熱平衡状態,熱力学第0法則(平衡の推移性),経験的温度,状態量と状態変数(示強性,示量性),仕事,状態の変化(可逆,不可逆,準静的,無限小,サイクル)
3)状態量と状態変数(示強性,示量性),圧縮率と熱膨張率,微小変化と完全微分

エネルギー論(3回)田中
4)分子運動による力学的仕事と電界中の電子の運動による電気的仕事,熱量,内部エネルギー,第一法則
5)エンタルピー,ジュール・トムソンの実験,熱容量(定容,定圧),相変化のエンタルピ
6)化学反応熱(ヘスの法則)(生成エンタルピー),溶解熱。原子構造と化学結合,結合エンタルピー

エントロピーと自由エネルギー(4回)田中 寺村
7) 熱の出入りとエントロピー,可逆過程,トムソンの原理,クラウジウスの不等式(田中)
8)熱機関(サイクル),カルノーサイクル,熱力学的温度(絶対温度)(田中)
9)状態変化に伴うエントロピー,化合物のエントロピー(標準エントロピー),不可逆過程とエントロピー増加(寺村)
10)ヘルムホルツ自由エネルギー,ギブスの自由エネルギー,熱力学的ポテンシャル,マクスウェルの関係式(寺村)

熱力学第三法則(2回)寺村
11)ネルンストの熱定理,第三法則とエントロピー,残留エントロピー
12) 断熱消磁法,絶対零度への接近。

開いた系の熱力学(2回)寺村
13)部分モル量,化学ポテンシャル
14)混合系の平衡,ギブス-デュエムの式。

フィードバック (1回)田中・寺村
15) 授業の到達度の点検と,物理および物理化学的現象への種々の応用。
成績評価の方法・観点 以下のA,Bのうち,点数が高い方を採用して評価とする。

A方式:定期試験(100%)

B方式:平常点(20%),中間テスト(30%),定期試験(50%)
平常点は,授業参加状況である。

・60点以上を合格とする。
・59点以下は不合格である。

【評価方針】
到達目標について、工学部の成績評価の方針にしたがって評価する。
履修要件 特になし
授業外学習(予習・復習)等 授業で課した演習問題の復習をすること。
教科書
  • 担当教員の指示に従うこと
参考書等
  • ムーア「物理化学(上)」第4版,藤代亮一訳 (東京化学同人). 1,2,3章と6章の一部 isbn{}{4807900021}. アトキンス「物理化学(上)」第8版,千原・中村訳(東京化学同人)1-3章,および4,5章の一部 isbn{}{9784807906956}