授業科目名	熱力学
時間割番号	TAM108
担当教員名	綿打　敏司
開講学期・曜日・時限	前期・火・IV	単位数	2
＜対象学生＞
(未登録)
＜授業の目的＞
熱力学は、大学レベルの化学や物理学を理解していく上での根幹の一つとなる熱と仕事に関する学問である。高校で学ぶ熱化学方程式や化学平衡の知識を前提して講義を始め、第一法則、第二法則、第三法則を理解し、それらを実際の化学変化などに応用できるようになることを目指す。
＜本授業科目による獲得・涵養が特に期待されるコンピテンシー＞（能力・資質）
工学部>先端材料理工学科向け 記号 コンピテンシー（能力・資質）   AM-A 専門 1.基礎的知識 物理学 ○ AM-B 化学 ◎
＜到達目標＞  到達目標とは
目標NO 説明 コンピテンシーとの対応 AM 1 １．仕事、エンタルピー、エントロピー、自由エネルギーなどの物理量の概念を理解し、どのような特徴をもった物理量であるかを学生自身が説明できるようになる。 AM-A 2 ２．等温過程、定圧過程、断熱過程など、ある条件のもとで上記の物理量がどのように変化するかを学生自身が計算で入るようになる。 AM-A 3 ３．化学反応の進行予測等の熱力学的知見を化学変化に学生自身が適用できるようになる。 AM-B 4 ４．標準反応エンタルピー、標準反応エントロピー、標準反応ギブズエネルギーの意味を説明できるようになる。 AM-B
＜成績評価の方法＞
目標No 割合 評価の観点 1 20% 完全気体、気体運動モデル、実在気体に関する理解 2 30% 第一法則に関係する事項および熱化学に関するの理解 3 20% 第二法則に関係する事項の理解 4 30% 第三法則に関係する事項および第一法則から第三法則まで統合した事項に関する理解 合計 100%
＜授業の方法＞
高校の化学・物理・数学全般 理解をより確かなものとするために熱力学の演習を自習することが望ましい。
＜受講に際して・学生へのメッセージ＞
事前に講義内容に関係する教科書の該当部分を読んで、理解が不十分なところを明らかにしておく。
＜テキスト＞
Peter Atkins, Julio de Paula, アトキンス物理化学(上)第10版, 東京化学同人, ISBN:9784807909087
＜参考書＞
(未登録)
＜授業計画の概要＞
1 タイトル 完全気体 事前学習 事後学習 事前学習：高校物理と高校化学の熱力学について復習する。 事後学習：ボイル・シャルルの法則、アボガドロの原理、ドルトンの法則などの理解を深める。偏微分について理解を深める。 授業内容 第１回：１A完全気体 2 タイトル 気体運動論 事前学習 事後学習 事前学習：高校物理の熱力学を復習する。 事後学習：速さのマクスウェルーボルツマン分布、衝突頻度、平均自由行程をはじめ各種物理量の理解を深める。 授業内容 第２回：１B気体の運動論モデル 3 タイトル 実在気体 事前学習 事後学習 事前学習：完全気体の特徴を深く理解しておく。 事後学習：圧縮因子、ビリアル係数、臨界定数、ファンデルワールス方程式、対応状態の原理などの理解を深める。 授業内容 第３回：１C実在気体 4 タイトル 内部エネルギー 事前学習 事後学習 事前学習：高校物理の熱力学を復習する。 事後学習：熱力学第一法則、膨張の仕事、熱容量などの物理量の理解を深める。 授業内容 第４回：２A内部エネルギー 5 タイトル エンタルピー 事前学習 事後学習 事前学習：熱力学第一法則、内部エネルギーに関する理解を深めておく。 事後学習：エンタルピー、定圧熱容量などの物理用の理解を深める。 授業内容 第５回：２Bエンタルピー 6 タイトル 熱化学 事前学習 事後学習 事前学習：高校化学の熱化学を復習しておく。エンタルピーの理解を深めておく。 事後学習：標準生成エンタルピー、標準反応エンタルピー、キルヒホッフの法則の物理的意味や算出方法を理解する。 授業内容 第６回：２C熱化学 7 タイトル 状態関数と完全微分 事前学習 事後学習 事前学習：偏微分、全微分に関する数学的取り扱いを復習する。 事後学習：状態関数と経路関数の違いに関する理解を深める。 授業内容 第７回：２D状態関数と完全微分 8 タイトル 断熱変化 事前学習 事後学習 事前学習：定容過程、定圧過程、等温過程における熱や仕事の変化に関する理解を深めておく。 事後学習：断熱過程における熱や仕事の変化に関する理解を深めておく。 授業内容 第８回：２E断熱変化 9 タイトル 中間評価 事前学習 事後学習 事前学習：熱力学の第一法則を踏まえて、定容過程、定圧過程、等温過程、断熱過程における熱や仕事の変化に関する理解を深めておく。 事後学習：第一法則を中心に1章2章の内容を復習する。 定容過程、定圧過程、等温過程、断熱過程における熱や仕事の変化に関する理解を深める。 授業内容 第９回：中間評価 10 タイトル エントロピー 事前学習 事後学習 事前学習：等温過程、断熱過程における熱と仕事について理解を深めておく。 事後学習：カルノーサイクルにおける熱と仕事について理解を深める。 授業内容 第１０回：３Aエントロピー 11 タイトル エントロピーの測定 事前学習 事後学習 事前学習：熱力学の第一法則、第二法則を振り返っておく 事後学習：熱力学の第三法則までの理解を深めておく 授業内容 第１１回：３Bエントロピーの測定 12 タイトル 系に注目する 事前学習 事後学習 事前学習：自発変化とエントロピーについて理解を深めておく。 事後学習：ヘルムホルツエネルギーとギブズエネルギーについて理解を深める。 授業内容 第１２回：３C系に注目する 13 タイトル D第一法則と第二法則を結びつける 事前学習 事後学習 事前学習：ギブスエネルギーの特徴を理解していおく。 事後学習：気相、液相、固相のギブズエネルギーの温ぞ依存性を説明できるように、そしてマックスるうぇる完成式を導出できるように理解を深める。 授業内容 第１３回：３D第一法則と第二法則を結びつける 14 タイトル 総括評価 事前学習 事後学習 事前学習：3章を重点的に2章の内容も含めて復習する。 事後学習：3章を中心に理解が不十分な点を復習する。 授業内容 第１４回：総括評価 15 タイトル 4章以降の理解のために 事前学習 事後学習 事前学習：1章から3章全体を振り返る。 事後学習：1章から3章の理解が不十分なところを復習する。 授業内容 第１５回：4章以降の相図等を理解するためのまとめ 16 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 17 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 18 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 19 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 20 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 21 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 22 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 23 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 24 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 25 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 26 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 27 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 28 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 29 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 30 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容
＜備考＞
(未登録)