2024年度/1AJJ002001 (公大) / (府大)

【金3】物理化学序論 （応用化学科） <後期>

我々の周りにある様々な物質の構造・物性・反応にみられる特徴（マクロな性質）は、物質を構成する原子・分子の振る舞い（ミクロな性質）が集合することにより現れる特徴である。物理化学は、物質が示すマクロな性質を原子・分子というミクロな構成成分の振る舞いの視点から理解することを目指す学問である。 物理化学序論では、物理化学の初段階として熱力学の基礎を学ぶ。熱力学とは、物質の存在状態およびその状態の変化（相変化や化学反応など）とそれにともなうエネルギー（熱）の出入りというマクロな現象を、経験則として体系化したものである。したがって、物質の性質とその変化を取り扱う応用化学科においては、熱力学は重要な知識の体系である。

担当教員氏名

椎木 弘、末吉 健志、堀内 悠

科目ナンバリング

AJJCHE21002-J1 (公大) / BCCHE2209-J1 (府大)

授業管轄部署

工学部

授業形態

講義

開講キャンパス

中百舌鳥

開講区分

週間授業

科目分類

学科基礎科目

配当年次

1年 (公大) / 1年 (府大)

注意: 配当年次は学部・学科によって異なる場合があるので、UNIPAで確認してください。

単位数

2単位 (公大) / 2単位 (府大)

注意: 実際の単位数は学部・学科によって異なる場合があるので、必ずUNIPAで確認してください。

到達目標

本授業では化学熱力学の基礎を学ぶことにより、（１）熱の出入りにともなって起きる物質の変化の方向を予測できる、（２）最終的に到達する状態（平衡状態）を推定できる、（３）逆に、様々な条件の下における状態の変化にともなって起きる熱の出入りの量を推定できる、ようになることを目標とする。

各授業回の説明

授業	授業内容	事前・事後の学習内容
第1回	授業ガイダンス ミクロとマクロの世界、物理化学で学ぶこと、単位の話	授業前に教科書の該当箇所を熟読すること。 授業後は配布資料・板書内容・小テストの内容について復習すること。
第2回	教科書「熱力学　基礎と演習」第２章 熱力学の概要、理想気体／気体分子運動論	授業前に教科書の該当箇所を熟読すること。 授業後は配布資料・板書内容・小テストの内容について復習すること。
第3回	教科書「熱力学　基礎と演習」第３章 気体の熱力学、実在気体	授業前に教科書の該当箇所を熟読すること。 授業後は配布資料・板書内容・小テストの内容について復習すること。
第4回	教科書「熱力学　基礎と演習」第４章 ボルツマン分布	授業前に教科書の該当箇所を熟読すること。 授業後は配布資料・板書内容・小テストの内容について復習すること。
第5回	教科書「熱力学　基礎と演習」第５章 エネルギー・エンタルピーと熱力学第一法則（１）：｢系｣と｢周囲｣／エネルギー,熱量,仕事量／モル熱容量と内部エネルギー変化／熱力学第一法則	授業前に教科書の該当箇所を熟読すること。 授業後は配布資料・板書内容・小テストの内容について復習すること。
第6回	教科書「熱力学　基礎と演習」第５章 エネルギー・エンタルピーと熱力学第一法則（２）：エンタルピー	授業前に教科書の該当箇所を熟読すること。 授業後は配布資料・板書内容・小テストの内容について復習すること。
第7回	教科書「熱力学　基礎と演習」第６章 エネルギー・エンタルピーと熱力学第一法則(3):エンタルピー	授業前に教科書の該当箇所を熟読すること。 授業後は配布資料・板書内容・小テストの内容について復習すること。
第8回	教科書「熱力学　基礎と演習」第６章 エントロピーと熱力学第二・第三法則(1):不可逆変化と可逆変化／熱機関 (エンジン)	授業前に教科書の該当箇所を熟読すること。 授業後は配布資料・板書内容・小テストの内容について復習すること。
第9回	中間まとめ	テスト前には前半の授業内容を復習すること。 テスト後は、解答できなかった問題について復習すること。
第10回	教科書「熱力学　基礎と演習」第６章 エントロピーと熱力学第二、第三法則（２）：エントロピー	授業前に教科書の該当箇所を熟読すること。 授業後は配布資料・板書内容・小テストの内容について復習すること。
第11回	教科書「熱力学　基礎と演習」第６章 エントロピーと熱力学第二、第三法則（３）：不可逆過程とエントロピー増大	授業前に教科書の該当箇所を熟読すること。 授業後は配布資料・板書内容・小テストの内容について復習すること。
第12回	教科書「熱力学　基礎と演習」第７章 自由エネルギーと化学平衡（１）：ヘルムホルツ自由エネルギーとギブズ自由エネルギー／最大仕事の原理／標準ギブズ自由エネルギー／化学反応の効率	授業前に教科書の該当箇所を熟読すること。 授業後は配布資料・板書内容・小テストの内容について復習すること。
第13回	教科書「熱力学　基礎と演習」第７章 自由エネルギーと化学平衡（２）：熱力学的性質の相互関係／ギブズ自由エネルギーの圧力,温度依存性／化学ポテンシャル／気体の化学ポテンシャル	授業前に教科書の該当箇所を熟読すること。 授業後は配布資料・板書内容・小テストの内容について復習すること。
第14回	教科書「熱力学　基礎と演習」第７章 自由エネルギーと化学平衡（３）：化学平衡／いろいろな平衡定数／平衡に対する外部条件の影響	授業前に教科書の該当箇所を熟読すること。 授業後は配布資料・板書内容・小テストの内容について復習すること。
第15回	教科書「熱力学　基礎と演習」第９章 相平衡	授業前に教科書の該当箇所を熟読すること。 授業後は配布資料・板書内容・小テストの内容について復習すること。
第16回	定期試験（期末試験）	テスト前には後半の授業内容を復習すること。 テスト後には、解答できなかった問題について復習すること。

授業内容

授業のテーマ及び到達目標の項に掲げた目標を達成するために、化学熱力学の基礎を学ぶ。具体的には、授業計画の項に掲げてある熱力学の基礎として必要な各項目を、授業計画に沿って学ぶ。

事前・事後学習の内容

講義の内容を十分に理解し、講義の進度についてゆくためには、毎週の講義の前後に1時間の予習と2時間の復習を励行することが推奨される。復習では、講義当日のうちに講義内容に関連する例題・練習問題などを実際に解いてみるとともに解答例を参照することにより、講義内容の再確認、理解の間違いの訂正を可能ならしめるので、たとえ短い時間であっても、実行することが推奨される。特に、物理化学では単位をともなう数値計算が頻繁に出てくるので、実際に自分の手を使って計算をしてみることにより、計算力の向上が図れるとともに内容の理解にも大いに役立つ。

成績評価方法

到達目標（１）～（３）の達成度で成績評価を行う。C（合格）となるためには、教科書の授業で扱う章についての基本的な問題（例題・章末問題レベル）が解けることが必要である（ただし、軽微な計算ミスは除く）。成績を評価する手段として、小テスト・中間試験・期末試験を用いる。成績評価に占める割合は、前半小テストと中間試験を50％，後半小テストと期末試験を50％とする。

履修上の注意

授業開始前日までに受講申請を終えておくこと。また、関数電卓を準備しておくことが望ましい。

教科書

「熱力学　基礎と演習」、朝倉書店、ISBN 978-4-254-25036-7

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参考文献

バーロー　物理化学　上、東京化学同人、ISBN 4-8079-0502-3 アトキンス　物理化学　上、東京化学同人、ISBN 978-4-8079-0908-7

オフィスアワー

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教員への連絡方法（メールアドレス等）

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その他

(関連科目) 物理化学1A, 2A、物理化学演習1, 2、応用化学実験1~3