科目名[英文名]
化学基礎   [Basic Chemistry]
区分	工学部専門科目	選択必修		単位数	2
対象学科等		対象年次	1～4	開講時期	1学期
授業形態	1学期	時間割番号	021403
責任教員 [ローマ字表記]
大橋 秀伯   [OHASHI Hidenori]
所属	工学部	研究室		メールアドレス

概要

本講義では、物理化学分野の中の基礎である熱力学について学習する。熱力学は、我々の世界の多くの現象（特に、ある状態から別の状態への変化）を合理的に説明することのできる強力なツールであり、例えば、エネルギー問題や材料設計、環境問題に関して、原理的にどこまで可能なのかについて、明確な線引きを与えてくれる（例えば永久機関が存在しないこともわかる）。この概念の理解を通して、将来の関連する専門講義や卒業論文に必要な基礎を身につける。

到達基準

アトキンス「物理化学（上）」第10版の第1章〜第3章までの内容を理解し、基本事項である気体の性質、熱力学の第一〜第三法則について学び、熱、仕事、エンタルピー、エントロピー、自由エネルギー等について理解していること、またその内容に基づいた設問を一定の水準で自力で解けること。

授業内容

各回のおおよその内容は下記の通りである。（進捗の状況により多少変わることがある。） 第●章はアトキンス「物理化学（上）」第10版の章を表す。 第1回 ガイダンスおよび講義開始　第一章　完全気体 第2回 第一章　気体の運動論モデル 第3回 第一章　実在気体 第4回 数学（偏微分、積分など） 第5回 第二章　内部エネルギー、エンタルピー 第6回 第二章　熱化学、標準生成エンタルピー 第7回 第二章　状態関数と完全微分 第8回 第二章　断熱変化 第9回 第三章　エントロピー (熱力学第二法則、エントロピー、カルノーサイクル、クラウジウスの不等式) 第10回 第三章　エントロピーの測定（熱力学第三法則、ネルンストの熱定理） 第11回 第三章　系に注目する（ヘルムホルツエネルギーとギブズエネルギー） 第12回 第三章　第一法則と第二法則を結び付ける1(内部エネルギーの性質) 第13回 第三章　第一法則と第二法則を結び付ける2（ギブズエネルギーの性質） 第14回 授業の総括：期末試験（第1から13回までの範囲） 第15回 期末試験の解説 進行状況等により変わる可能性があります。

履修条件・関連項目

特になし

テキスト・教科書

アトキンス「物理化学（上）」第10版、Peter Atkins, Julio de Paula著　中野元裕、上田貴洋、奥村光隆、北河康隆訳：東京化学同人 必要に応じて　テキストの解答集：　アトキンス物理化学問題の解き方（学生版）第10版　英語版、東京化学同人 本授業では使わないのですが、アトキンスは版が変わるのでこの機会に下巻を入手しておいても良いかと思います。 アトキンス「物理化学（下）」第10版、Peter Atkins, Julio de Paula著　中野元裕、上田貴洋、奥村光隆、北河康隆訳：東京化学同人

参考書

講義中に随時、教科書中などの演習問題を行い理解の助けとする。また、自習のため適宜課題も出す。また、関数電卓を持参すること。 自分に合う熱力学の教科書を探すと学習が捗ります。各自の興味のある本を適宜、参照してください。

成績評価の方法

平常点、期末試験等を総合評価し、90点以上をS、80点以上90点未満をA、70点以上80点未満をB、60点以上70点未満をC、60点未満をD（不合格）とする。

教員から一言

本授業で扱う物理化学（熱力学）は、大学の化学系の授業の中でも、かなりとっつきにくい類のものです。熱力学は高校までの概念の延長なのですが、その取り扱いに新しいものが多く、またより精緻になるからだと思います。ですが、これを理解することができれば、皆さんにとって比類無い強力なツールになること請け合いです。私も学生の時に理解するまでにアトキンス（当時は第4版…！）を3周しました。是非予習復習を丁寧にやって、この山を一歩ずつ踏破していってください。質問大歓迎です。 ちなみに、名前は知っているけれど実態はよく分からない…という代表例である「エントロピー」の概念の一端をこの授業で理解できるようになると思います。

キーワード

熱力学第1法則，熱力学第2法則，内部エネルギー，エンタルピー，エントロピー，ギブズエネルギー

オフィスアワー

ohashi@go.tuat.ac.jp　までご連絡ください

備考１

2022年1月31日　更新

備考２

Google Classroomのクラスコード　2rt36k2

参照ホームページ

開講言語

日本語

語学学習科目

更新日付

2022/04/11 10:40:52