授業科目名 : 物理化学基礎及び演習

科目コード 71020
配当学年 2年
開講年度・開講期 平成29年度・前期
曜時限 火曜・2時限
講義室 W1・W2・W201・W202
単位数 2
履修者制限
授業形態 講義および演習
使用言語 日本語
担当教員    所属・職名・氏名 工学研究科・教授・田中庸裕,工学研究科・教授・宮原稔,工学研究科・教授・古賀毅,工学研究科・准教授・菅瀬謙治,工学研究科・准教授・梅山有和,工学研究科・准教授・田辺克明

授業の概要・目的

受講生を4つのクラスに分け,クラスごとに定められた教員により同時間帯に授業を行う。演習は参考書の章末の問題等を参考にするが,実施方法ならびに具体的問題はクラスごとに異なることもあり得る。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,演習を交えて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。

成績評価の方法・観点及び達成度

出席,レポート,期末試験の結果を総合して評価する。

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

項目 回数 内容説明
物理化学的な系 2 系と外界(環境体),孤立系,閉じた系,開いた系,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),気体の状態方程式,気体分子運動論
エネルギー論 4 熱量,内部エネルギー,第一法則,微小変化と完全微分,圧縮率と熱膨張率,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ー,化学反応熱(ヘスの法則)(生成エンタルピー),溶解熱,結合エンタルピー
エントロピーと自由エネルギー 4 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,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),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,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
熱力学第三法則 2 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,断熱消磁法,絶対零度への接近
開いた系の熱力学 2 部分モル量,化学ポテンシャル,ギブス−デュエムの式
熱力学全般 1 授業の到達度の点検を行う。

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
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

履修要件

授業外学習(予習・復習)等

授業URL

その他(オフィスアワー等)