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現在位置: ホーム ja シラバス(2020年度) 工学部 物理工学科 材料熱力学1(材)

材料熱力学1(材)

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科目ナンバリング
  • U-ENG25 25163 LJ75
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 水3
教員
  • 杉村 博之(工学研究科 教授)
授業の概要・目的 材料科学の基礎となる熱力学を学ぶ。まず、高校で学習した熱化学との違いを認識し、その上で、熱力学の諸法則を説明するとともに、理想気体の状態変化、相変化、自由エネルギー、平衡と相律、相図,混合物の熱力学などの基礎的事項について講述する。
到達目標 本講義を学習することで、各種材料の研究開発に必要とされる、より高度な熱力学をさらに学習していくための基盤となる基礎的な知識を得る。特に、エントロピー,エンタルピー,自由エネルギーについて学習し、物質の状態変化と化学反応について熱力学的に考察する意味を理解する。
授業計画と内容 熱力学の概説(2回)
熱力学とは、どのような学問かについてその概略について述べる。また、熱力学で使われる諸量と単位について説明し、さらに、気体の性質および分子運動論,ボルツマン分布等について解説する。

熱力学第一法則と第二法則(3回)
熱力学第一法則、熱の定義、準静的過程、比熱の式、エンタルピー、理想気体への第一法則の適用について解説する。さらに、可逆過程と不可逆過程、第二法則、カルノーサイクル、エントロピー、理想気体サイクルの諸項目について解説する。

自由エネルギー(2回)
自由エネルギー、熱力学的性質の相互関係、化学平衡などについて解説する。

純物質および単純な混合物の熱力学(3回)
純物質の物理的な変化、混合物の熱力学について解説する。相平衡、ギブズの相律、相図、理想気体の混合などが含まれる。

混合物の熱力学と化学平衡(3回)
溶液の熱力学、化学ポテンシャル、活量、熱力学の化学平衡への応用について解説する。

学習到達度の確認(1回)
学習到達度を確認する。

講義内容の理解度を高めるため、各講義時間中に小演習(不定期)を実施する。
成績評価の方法・観点 平常点評価(50点)
期末試験(50点)
平常点評価は、講義への出席状況、講義時間中に実施する小演習への参加状況を含む。
履修要件 総合人間学部開講の微分積分学を前提としている。
授業外学習(予習・復習)等 授業は配布資料の順番で進めます。教科書と配布資料を照らし合わせつつ予習復習してください。各小演習の終了後、解答例を配布しますので、解けなかった場合は復習してください。教科書記載の演習問題も、解いてみることを推奨します。
教科書
  • 熱力学-基礎と演習, 共著, (朝倉書店), ISBN:9784254250367
参考書等
  • 物理化学要論, アトキンス, (東京化学同人), ISBN: ISBN:9784807908912
  • 物理化学(上), アトキンス, (東京化学同人), ISBN: ISBN:9784807906956
  • 物理化学(上), バーロー, (東京化学同人), ISBN: ISBN:9784807906956
  • 物理化学(下), マッカーリ&サイモン, (東京化学同人), ISBN: ISBN:9784807905096