講義コード3309400
開設科目名化学熱力学
担当教員吉村 倫一
教員所属理学部
開講期・曜日・時限・教室後期 木曜日 3・4時限 A202
授業方法講義
対象学生2回生
単位数2
週時間2


授業概要
化学熱力学は,エネルギーとエントロピーの二つの概念を駆使して,物質の種々の性質と変化を探求する学問である。本講義では,まず熱力学の基本法則から誘導された自由エネルギーについて解説し,さらに液体ならびに溶液に対して熱力学を適用して,相平衡,化学ポテンシャル,束一的性質などを講義する。講義内容の理解を深めるために演習問題や教科書の章末問題のレポートを課す。
学習・教育目標
熱力学の基礎的概念を,熱力学が重要な役割を果たしている分野での様々な系に応用できるようになることを目標とする。
キーワード
ギブズエネルギー,熱力学関係式,相図,相律,クラウジウス-クラペイロンの式,部分モル量,ラウールの法則,ヘンリーの法則,束一的性質,化学平衡,ルシャトリエの原理
授業計画
【第1回】ヘルムホルツエネルギーとギブズエネルギー (事前学習:教科書の予習,事後学習:板書ノート,教科書による復習)
【第2回】第一法則と第二法則の結合:マクスウェルの関係式 (事前学習:教科書の予習,事後学習:演習プリントを解く)
【第3回】熱力学的状態方程式 (事前学習:教科書の予習,事後学習:教科書の章末問題,演習プリントを解く)
【第4回】ギブズエネルギーの温度および圧力依存性:ギブズ-ヘルムホルツの式 (事前学習:教科書の予習,事後学習:教科書の章末問題を解く)
【第5回】純物質の相図(圧力と温度の状態図):代表的な物質の例,系の自由度とギブズの相律 (事前学習:教科書の予習,事後学習:板書,教科書による復習)
【第6回】2成分系混合物の相図:液体-蒸気系,液体-液体系,液体-固体系 (事前学習:教科書の予習,事後学習:演習プリントを解く)
【第7回】純物質の2相間の平衡:クラペイロンの式,クラウジウス-クラペイロンの式 (事前学習:教科書の予習,事後学習:教科書の章末問題,演習プリントを解く)
【第8回】第1~7回のまとめ (事前学習:これまでの教科書の内容を十分に勉強する,事後学習:教科書の章末問題,演習プリントを解く)
【第9回】混合物の熱力学:部分モル量,化学ポテンシャルの導入,ギブズ-デュエムの式 (事前学習:教科書の予習,事後学習:板書ノート,教科書による復習を解く)
【第10回】理想気体,理想混合気体の化学ポテンシャル:混合ギブズエネルギー (事前学習:教科書の予習,事後学習:演習プリントを解く)
【第11回】理想溶液の化学ポテンシャル:ラウールの法則,ヘンリーの法則 (事前学習:教科書の予習,事後学習:教科書の章末問題,演習プリントを解く)
【第12回】束一的性質:蒸気圧降下,沸点上昇,凝固点降下,浸透圧 (事前学習:教科書の予習,事後学習:教科書の章末問題,演習プリントを解く)
【第13回】非理想溶液:活量,正則溶液 (事前学習:教科書の予習,事後学習:演習プリントを解く)
【第14回】化学平衡:平衡定数 (事前学習:教科書の予習,事後学習:教科書の章末問題,演習プリントを解く)
【第15回】平衡に対する圧力と温度の影響:ルシャトリエの原理,ファントホフの式 (事前学習:教科書の予習,事後学習:教科書の章末問題,演習プリントを解く)
教科書
No書籍名著者出版社出版年ISBN
1.『アトキンス「物理化学(上)第8版」』千原ら訳東京化学同人2009978-4-8079-0695-6
参考書
No書籍名著者名出版社出版年ISBN
1.『化学熱力学 基本の考え方15章』中田宗隆東京化学同人978-4-8079-0790-8
2.『物理化学入門シリーズ 化学熱力学』原田義也裳華房978-4-7853-3418-5
3.『物理化学』田中一義・田中庸裕丸善978-4-621-08302-4
成績評価
の方法
成績は,試験,レポート(演習問題,教科書の章末問題),出席・参加状況を総合して評価する。
成績評価割合
(%)
定期試験(期末試験)授業内試験等宿題・授業外レポート授業態度・授業への参加度受講者の発表(プレゼン)
出席
教員独自項目※
805510
※成績評価
割合の教員独自項目
備考
化学コース物理化学系講義科目(選択科目)。講義中に配布する演習プリント,指定する教科書の章末の演習問題を復習として必ず解くこと。物理化学通論Iを履修していることが望ましい。連絡先:C棟3階C311室
更新日付2014/12/29 14:09:04