シラバス
※学期中に内容が変更になることがあります。

2012年度

1G4008-001 

△物理化学Ⅰ-1
-1
2単位/Unit  秋学期/Fall  京田辺/Kyotanabe  講義形式

  上野 正勝

<概要/Course Content Summary>

 物理化学IIおよびIIIでは,多数の粒子(原子・分子)からなる系の自然変化の原理を物質のエネルギー論(熱力学)の立場から解説する。 
 そのうち物理化学IIでは,まず,理想気体や実在気体の性質を学び,続いて本科目での学習の中心である熱力学の基礎事項(熱力学第一・第二・第三法則)について学ぶ。特に,熱力学関数である内部エネルギー,エンタルピー,エントロピーおよび自由エネルギーの内容(意義と役割)を理解することが大切である。このように,本科目では熱力学の基礎を習得することを目標としている。なお,授業にはレジメ(URL参照)をプリントして持参すること。 
 物理化学IIを理解するためには,数学での偏微分・全微分・積分,物理での力学を学んでいる必要がある。また,物理化学演習Iが物理化学IIの内容に関する演習科目であるので,あわせて受講することが望ましい。物理化学II・IIIと物理化学IV・Vとの関連は,統計力学で学習する。 
 なお,本科目は「学習・教育目標 B化学分野における専門知識の修得(1)専門基礎」に含まれ,物理化学分野の専門基礎を学習することになる。また同時に,「学習・教育目標:B 化学分野における専門知識の修得(3)化学工学」を含み,化学工学的な内容も併せて学習する。

<到達目標/Goals,Aims>

到達目標は以下の通りである。 
(1) 分子間の相互作用の立場から,理想気体や実在気体の性質を理解している。 
(2) 熱力学第一法則:内部エネルギーの構成要素,定積変化・定圧変化における熱量と内部エネルギー変化・エンタルピー変化との関係や状態量とその全微分について理解している。 
(3) 反応熱:標準生成熱と標準反応熱との関係や標準反応熱の温度変化の求め方を理解している。 
(4) 熱力学第二法則:エントロピーの定義とその性質およびその分子論的意味が理解できる。 
(5) 熱力学第二法則:自発変化の方向を規定する熱力学第二法則を応用するために,系および外界のエントロピー変化を求めることができる。 
(6) 熱力学第二法則:定温・定積変化および定温・定圧変化を考察するうえで重要な自由エネルギーの自然な導入過程および可逆変化(平衡)の条件を理解している。

<授業計画/Schedule>

(実施回/
Week)
(内容/
Contents)
(授業時間外の学習/
Assignments)
(実施回/ Week) 第1回  (内容/ Contents) 気体の物理化学的性質:理想気体および理想混合気体  (授業時間外の学習/ Assignments) テキストの節1.2(授業のポイントの節1-2, 1-3)の復習。節1.4(節1-3, 1-4)の予習 
(実施回/ Week) 第2回  (内容/ Contents) 気体の物理化学的性質:気体分子運動論  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習と,節1.3(節1-5, 1-6)の予習 
(実施回/ Week) 第3回  (内容/ Contents) 気体の物理化学的性質:実在気体  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習とレポートの作成。節2.1, 2,2(節2-1, 2-2)の予習 
(実施回/ Week) 第4回  (内容/ Contents) 熱力学第一法則:熱力学第一法則,仕事  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習と,節2.3, 2,4(節2-3, 2-4)の予習 
(実施回/ Week) 第5回  (内容/ Contents) 熱力学第一法則:熱,内部エネルギーと状態量  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習と,節2.5(節2-5)の予習 
(実施回/ Week) 第6回  (内容/ Contents) 熱力学第一法則:ジュールの法則と理想気体  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習と,節2.5, 2.6(節2-6, 2-7)の予習 
(実施回/ Week) 第7回  (内容/ Contents) 熱力学第一法則:理想気体の断熱変化,反応熱  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習と,節2.6(節2-7)の予習 
(実施回/ Week) 第8回  (内容/ Contents) 熱力学第一法則:反応熱  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習とレポートの作成。節3.1〜3.3(節3-1〜3-5)の予習 
(実施回/ Week) 第9回  (内容/ Contents) 熱力学第二法則:エントロピーの熱力学的定義,カルノーサイクルとエントロピーの性質,クラウジウスの不等式  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習と,節3.3, 3.4(節3-6, 3-7)の予習 
(実施回/ Week) 第10回  (内容/ Contents) 熱力学第二法則:不可逆変化と熱力学第二法則,エントロピ−変化の計算例  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習と,節3.4, 3.5(節3-8, 3-9)の予習 
(実施回/ Week) 第11回  (内容/ Contents) 熱力学第二法則:熱力学第二法則の応用,エントロピーの分子論的意味  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習と,節3.6, 3.7(節3-10, 3-11)の予習 
(実施回/ Week) 第12回  (内容/ Contents) 熱力学第二法則:標準エントロピーと熱力学第三法則,自由エネルギー  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習と,節3.7(節3-11)の予習 
(実施回/ Week) 第13回  (内容/ Contents) 熱力学第二法則:ギブズ自由エネルギーの圧力・温度変化  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習と,演習問題の予習 
(実施回/ Week) 第14回  (内容/ Contents) 演習問題  (授業時間外の学習/ Assignments) 復習と,まとめの予習 
(実施回/ Week) 第15回  (内容/ Contents) まとめ  (授業時間外の学習/ Assignments) まとめの復習 

<成績評価基準/Evaluation Criteria>

小レポート  30%  講義内容の理解度を深めるため,章末の練習問題を解き,レポートとして提出すること。答えの導き方やまとめ方について評価する。 
期末試験  70%  熱力学の基礎に関する講義内容の理解度を問う問題や章末の練習問題レベルの問題が解けること。 
特記事項    到達目標の到達度を上記の点数配分により総合的に評価し,100点満点で評価して,到達目標における基礎的事項を身に付けていると判断できる60点以上を合格(D以上)とする。 

 

<成績評価結果/Results of assessment>   成績評価の見方について/Notes for assessment

    

登録者数

成績評価(%)

評点
平均値

備考

A B C D F
101 16.8 15.8 13.9 23.8 29.7 0.0 1.7 *

<テキスト/Textbook>

近藤和生・上野正勝・芝田隼次・木村隆良・谷口吉弘  『物理化学』第2版  (朝倉書店、2011) 取扱い生協  ISBN:978-4-254-14090-3 

 

<参考文献/Reference Book>

原田義也  『化学熱力学』修訂版 (裳華房、2002) 取扱い生協 ISBN:4-7853-3065-1 
 

山内淳・馬場正昭  『現代化学の基礎』改訂版 (学術図書出版社、1993) 取扱い生協 ISBN:4-87361-310-9 
 

坂上信次・妹尾学・渡辺啓  『概説物理化学』第2版 (共立出版、1990) 取扱い生協 ISBN:4-320-04220-9 
 

物理化学研究室  『授業のポイント-物理化学 II-』
 

授業には,<授業のポイント>とレジメ(URL 参照)を持参すること。

<参照URL/URL>

http://www1.doshisha.ac.jp/~kibuki/index.html 
 
 

お問合せは同志社大学 各学部・研究科事務室まで
 
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