授業科目名
  熱力学
   Thermodynamics
時間割番号
1451
担当教員名
  宮崎 怜雄奈
実務経験
反映科目
学科・年次
  工学部 物理工学科
  工学部 創造工学教育課程
  2年次
科目区分
  専門教育科目
単位数
2
時間割
  前期 金曜5-6限
授業形態
講義
授業実施方法
  ☑ 対面【一部遠隔の場合あり】
  ☐ 全て遠隔【全授業(テストを除く)をオンデマンドで実施(全オンデマンド型)】
  ☐ 全て遠隔【同時双方向で実施】
  ☐ 全て遠隔【オンデマンド及び同時双方向で実施】
  ☐ 1/2遠隔【全授業のうち、1/2以上を遠隔(オンデマンド又は同時双方向)】

・「全て遠隔」又は「1/2遠隔」に✓のある科目は、遠隔授業の上限単位数60単位に算定されます。
・大学院には遠隔授業における上限単位数はありません。
ディプロマ・ポリシーとの対応
☐ 1. 人間,文化,社会を理解し,それらを技術的観点から考察する能力と技術を新しい生活につなぐ強い使命感・責任感,高い倫理観
☐ 2. 現象の理解・操作のための数理的基礎知識と科学的素養
☐ 3. 国内外の人々と対話できるコミュニケーション力と論理的思考力
☑ 4. (高度工学教育課程のみ)基幹となる専門分野の基盤的な知識・技術とこれによって課題を解決する能力,新たな知識・技術を習得する能力
☑ 4. (創造工学教育課程のみ)基幹となる専門分野の基礎知識と他の分野の知識・技術を関連づけ多面的に見ることで新たな価値を創出する能力
授業の目的・達成目標

熱力学第一法則及び第二法則によるエネルギー保存則及びエントロピー増大則を中心とし
た熱力学関数を学び、物質の相転移や化学反応への応用へと繋げていく。また、化学ポテ
ンシャルという概念を導入することにより、混合物における熱力学的な記述について学
ぶ。熱力学は、材料開発や反応プロセスを理解する上で重要な科目である。

本講義は、熱力学の基本法則をより理解を進めるために下記の計画に従って講義を行う。

 

授業計画

1アトキンス物理化学(上)(第10版)第4章 純物質の物理的な変態 ①~⑥

①4.A.1 相の安定性:(a)相の数, (b) 相転移、(c)相平衡の熱力学的な基準

②4A.2 相境界a) 相転移の特徴:固相-液相、液相―気相、固相ー気相;(b)相律

③4A.3 三種類の代表的な相図:(a)気体ー二酸化炭素 (CO2)、(b)液体ー水 (H2O)、(c) ヘリウム (He)(低温)

④4B.1 諸条件のもとでの相の安定性:(a) 相の安定性の温度依存性;(b) 圧力をかけた時の融解への影響

⑤4B.2 相境界の位置:(a)相境界の勾配;(b) 固相―液相の相境界;(c) 気相―液相の相境界;(d) 気相―固相の相境界

⑥4B.3 エレンフェストによる相転移分類:(a) 熱力学的基礎;(b)相転移分類の分子論的解釈

⑦中間テスト 

2.アトキンス物理化学(上)(第10版)第5章 単純な混合物 ⑦~⑮

⑧5A 混合物の熱力学の記述:5A.1 部分モル量:(a)部分モル体積;(b)部分モルギブスエネルギー;(c)広い意味での化学ポテンシャル;(d)ギブズーデュエムの式

⑨5A.2 混合の熱力学:(a) 完全気体の混合ギブスエネルギー;(b) その他の混合熱力学量

⑩5A.3 液体の化学ポテンシャル:(a)理想溶液の定義;(b)理想希薄溶液

⑪5B 溶液の性質:5B.1 液体混合物:(a)理想溶液;(b)過剰熱力学量と正則溶液

⑫5B.2 束一的性質 (a)束一的性質に共通する特徴;(b) 沸点上昇;(c)凝固点降下;(d)溶解度;(e)浸透圧

⑬5C 2成分系の相図:5C.1 蒸気圧図;5C.2 蒸気圧図

⑭5C.3 液ー液相図;5C.4 固-液相図

⑮3成分系の相図

成績評価の方法

①各回の講義ごとで課題を課す。②中間テスト(対面)と期末テスト(対面)を実施する。

成績評価の基準
秀  達成目標を超えた成果を上げている 100点~90点
優  達成目標に十分達している     89点~80点
良  達成目標に達している       79点~70点
可  達成目標に概ね達している     69点~60点
不可 達成目標に達していない      59点以下

秀  達成目標を超えた成果を上げている 100点~90点
優  達成目標に十分達している     89点~80点
良  達成目標に達している       79点~70点
可  達成目標に概ね達している     69点~60点
不可 達成目標に達していない      59点以下

各回の課題レポートおよび中間と期末テストから総合成績で評価する。

事前・事後学修等の指示及び履修にあたっての注意事項
事前学習:テキスト予習(120分)
事後学習:Moodleの授業ビデオや講義抜粋資料のPDFファイルを参考に各自のノートを完成させる。また課題について回答をしてMoodleより提出を行う。(120分)
教科書