シラバス
※学期中に内容が変更になることがあります。

2022年度

(金曜日2講時)
面接/Face-to-face

11640016 

△物理化学Ⅱ
Physical Chemistry II
2単位/Unit  秋学期/Fall  京田辺/Kyotanabe  講義/Lecture

  遠藤 太佳嗣

<概要/Course Content Summary>

 物理化学II,及びIIIの一部では,化学熱力学を学ぶ。即ち,巨視的な視点から,物質(気体,液体,固体)とエネルギー(熱,仕事)を捉え,「なぜ物質は変化するのか」を理解する。 
 その内,物理化学IIでは,まず初めに,熱力学の基礎を学ぶ(第2章,第3章)。続いて,その内容を,相転移や混合と言った物理的変化(第4章,第5章)に適用していく。化学反応もある程度取り扱うが,本格的なものは物理化学III(第6章 化学平衡)に譲ることになる。 
 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>

・熱力学第一法則・第二法則・第三法則を通して,エンタルピー,エントロピーといった熱力学量を理解できるようになる。これを基にして,最終的には,物理的・化学的変化を支配する,ギブズエネルギーを深く理解することが出来るようになる。(第2章,第3章) 
・ギブズエネルギーの概念を用いて,相転移や混合と言った物理的変化がなぜ起こるのかを理解できるようになる。(第4章,第5章)

<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) 物理化学IIの概説  (授業時間外の学習/ Assignments) 教科書p9-18,p29-55の総復習,授業毎レポート(2時間) 
(実施回/ Week) 第2回  (内容/ Contents) 2.第一法則:内部エネルギー  (授業時間外の学習/ Assignments) 教科書p66-77の予習,復習,授業毎レポート(2時間) 
(実施回/ Week) 第3回  (内容/ Contents) 2.第一法則:エンタルピー,熱化学  (授業時間外の学習/ Assignments) 教科書p78-92の予習,復習,授業毎レポート(2時間) 
(実施回/ Week) 第4回  (内容/ Contents) 2.第一法則:状態関数と完全微分,断熱変化  (授業時間外の学習/ Assignments) 教科書p93-106の予習,復習,授業毎レポート(2時間) 
(実施回/ Week) 第5回  (内容/ Contents) 単元テスト①  (授業時間外の学習/ Assignments) 教科書p66-116の総復習(10時間) 
(実施回/ Week) 第6回  (内容/ Contents) 単元テスト講評 
3.第二法則と第三法則:エントロピー 
(授業時間外の学習/ Assignments) 教科書p117-130の予習,復習,授業毎レポート(2時間) 
(実施回/ Week) 第7回  (内容/ Contents) 3.第二法則と第三法則:エントロピー,エントロピーの測定  (授業時間外の学習/ Assignments) 教科書p117-136の予習,復習,授業毎レポート(2時間) 
(実施回/ Week) 第8回  (内容/ Contents) 3.第二法則と第三法則:系に注目する  (授業時間外の学習/ Assignments) 教科書p137-145の予習,復習,授業毎レポート(2時間) 
(実施回/ Week) 第9回  (内容/ Contents) 3.第二法則と第三法則:第一法則と第二法則を結びつける  (授業時間外の学習/ Assignments) 教科書p146-156の予習,復習,授業毎レポート(2時間) 
(実施回/ Week) 第10回  (内容/ Contents) 単元テスト② 
 
(授業時間外の学習/ Assignments) 教科書p117-162の総復習(10時間) 
(実施回/ Week) 第11回  (内容/ Contents) 単元テスト講評 
4.純物質の物理的な変態:純物質の相図 
(授業時間外の学習/ Assignments) 教科書p163-171の予習,復習,授業毎レポート(2時間) 
(実施回/ Week) 第12回  (内容/ Contents) 4.純物質の物理的な変態:相転移の熱力学的側面  (授業時間外の学習/ Assignments) 教科書p172-182の予習,復習,授業毎レポート(2時間) 
(実施回/ Week) 第13回  (内容/ Contents) 5.単純な混合物:混合物の熱力学的記述  (授業時間外の学習/ Assignments) 教科書p187-200の予習,復習,授業毎レポート(2時間) 
(実施回/ Week) 第14回  (内容/ Contents) 単元テスト③  (授業時間外の学習/ Assignments) 教科書p163-200の総復習(10時間) 
(実施回/ Week) 第15回  (内容/ Contents) 単元テスト講評,総括  (授業時間外の学習/ Assignments) 総復習,任意レポート作成(2時間) 

※授業は対面を予定しているが,場合によっては,オンラインになることがある。 
※授業時間内でe-classを活用するため,IT機器を用意すること。また,授業に関する連絡もe-classを通して行うので,確認を怠らないこと。 
※授業時間外の授業に関する質問・問い合わせは,テスト欠席の連絡などの個人的なもの以外は,e-class上の掲示板を利用すること(匿名でも構わない)。個人的な連絡は,e-classを通して行うこと。 
※上記の計画は,学生の理解度などにあわせて変更することがある。

<成績評価基準/Evaluation Criteria>

授業毎レポート  25%   レポートは,e-classを通じて,その回の授業に関連する問題を出す。次の授業の前日までに取り組み,正しく解答できたかをみる。  
単元テスト  75%   全3 回行う(25%×3回=75%)。教科書の自習問題及び章末の演習問題の類題が解けるかが中心となるが,語句問題や式の導出,応用的な問題が出ることもある。 
平常点     授業への取り組み方を評価する。評価の対象としては,「授業への積極的な参加」,「任意レポート」などがある。 

 授業毎レポート25点 + 単元テスト25点×3回 = 合計100点(±平常点)で評価する。合格者の評価基準は,D: 50~60点未満,C: 60~70点未満,B: 70~80点未満, A: 80点~とする。ただし,受講者全体の点数が低い時は,合計点に,1以上の適当な係数をかける場合がある。なお,救済措置は設けない。 
 
以下,それぞれの項目の補足となる。 
【授業毎レポート】 
・問題によっては,解答の正誤が表示される。その場合,正解するまで,何度でも解答できる。 
・授業毎レポートの解法についての質問は,レポート締め切り前は,公平性の観点から不可とする。締め切り後は,質問を受け付けるが,その場合は,e-class上の掲示板を利用すること。 
 
【単元テスト】 
・持ち込みは,自筆のメモ(A4 紙1 枚分,裏面使用可)と関数電卓のみ可とする。単元テストでは,学生証を通路側に見えるように置くこと(座席指定を行う可能性がある)。単元テスト中,或いは点数の異議の際に不正があった場合は,即不可となり,他授業への影響もあり得る。 
・単元テストの次の回に答案の返却と問題の解説があるが,点数の異議は,その回の授業直後まで以外には基本認めない。テストの代理受け取りは認めない。なお,単元テストは,返却後,教員が確認する場合があるので,評価が確定するまでは各自しっかり保管すること。 
・解答は,過程が書けていなければ不正解となる。電卓を使っても,過程は省略しないこと。また,単位なし・単位間違いは2 割程度の減点となる。答えが0でも単位がある場合はつけること。なお,それ以外の部分点は基本的にはつけない。 
・やむを得ず単元テストを欠席する場合は,原則事前に連絡すること。欠席した学生は,教員(居室SC222)まで単元テストを取りに来て,次回の授業が始まるまでに教員に提出すれば(前日までならメールボックスへの提出も可),単元テストと同一の評価にはならないが,単元レポートとして,評価の対象とする。その際,可能かなぎり,「欠席届とそれを証明するもの」を提出すること。なお,単元レポートは返却しない。 
 
【平常点】 
・「授業への積極的な参加」の例としては,授業中に行うクイズへの参加がある。 
・「任意レポート」の内容は,「物理化学IIの理解が進むような授業で見せられる実験のデモンストレーション方法」,もしくは,「物理化学IIの内容に関係する,身の回りの物理化学的な現象に関する問題作成とその解答・解説」とする。参考にしたものがある場合は,必ず出典を明記すること。なお,良いレポートに関しては,その内容を,実際に次年度以降の授業で取り入れる可能性がある。

 

<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
86 12.8 33.7 17.4 15.1 20.9 0.0 2.0

<テキスト/Textbook>

Peter Atkins・Julio de Paula 著中野元裕・上田貴洋・奥村光隆・北河康隆 訳  『アトキンス物理化学(上)』第10版  (東京化学同人、2017) ISBN:9784807909087 

 

 演習問題のaの解答と,応用問題の一部の解答は東京化学同人のHPにある。また,英語ではあるが,演習問題のa,奇数番号の記述・応用・統合問題についての完全な解法は,参考文献に挙げた1番目の書籍で確認することが出来る。その他,インターネット上にも,解答・解法が散見される。なお,演習問題bは,aの類題である。

<参考文献/Reference Book>

Charles Trapp, Marshall Cady, Carmen Giunta , アトキンス 物理化学 問題の解き方(学生版) 英語版 ,  第10版 .   (Oxford University Press, 2017) . 

 

竹内淳  『高校数学でわかるボルツマンの原理-熱力学と統計力学を理解しよう-』(講談社、2008)
 

<備考/Remarks>

 関数電卓を毎回持ってくること。 

 

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