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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 統計熱力学入門(創成化学)

統計熱力学入門(創成化学)

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科目ナンバリング
  • U-ENG27 37121 LJ61
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 月2
教員
  • 井田 大地(工学研究科 准教授)
授業の概要・目的 熱力学,化学反応論,物質の電磁気的性質,分光学等の内容を分子レベルから統一的に理解できるように,(平衡)統計力学の基本的考え方を講義する.マクロとミクロの世界のつながりを理解することを目標とする.
到達目標 工業化学科(創成化学コース)における卒業研究において,合成・物性いずれの分野においても,必須とされる統計熱力学の基礎を身に付ける.これにより,研究対象とする分子と測定物理量との関係を理解することができるようになる.
授業計画と内容 気体分子運動論(2回)
気体分子の速度分布,分子間の衝突,ならびに気体の粘性と熱伝導,拡散について説明する.

巨視的状態と微視的状態(3回)
マクロ(巨視的)な系を記述する熱力学の結果を簡単におさらいしてから,原子,分子のミクロ(微視的)な状態を記述するための古典力学と量子力学の基礎を解説する.

平衡統計力学の枠組(3回)
「先見的等確率の原理」から代表的統計集団である正準集団,小正準集団,大正準集団の確率分布則を導く.各種分配関数を導入し,それらと熱力学量との対応について説明する.

量子系への応用例(3回)
粒子間に相互作用のない自由粒子の系,互いに独立な調和振動子系と連成振動子系の記述について説明する.

古典系への応用例(3回)
古典的分配関数がどのように書かれるかを説明し,不完全気体,単純液体,高分子鎖の記述について説明する.

学習到達度の確認(1回)
本講義の内容に関する理解度を確認する.
成績評価の方法・観点 期末試験の結果(80点満点)にレポートの結果(20点満点)を加味して判定する.なお,レポートは15回の講義中に4回課し,各回5点満点とする.
履修要件 物理化学I(創成化学)の履修を前提としている.
授業外学習(予習・復習)等 次回講義内容に該当するオンライン資料の内容を予め概観しておくことが望ましい.
教科書
  • 講義で説明するオンライン資料を使用する.
参考書等
  • 物理化学(第4版), W. J. Moore 著,藤代 亮一 訳, ISBN: ISBN:4807900021