概要:
有機材料工学Iで学習した高分子の力学的性質や、化学工学・材料工学分野で学習した蒸留や二成分系合金の状態図についての基礎技術を学び、実社会における様々な課題に対しても、適用できるようになるレベルを目指している。最終的に,成果をレポートに正確,論理的にまとめることを目指している。さらに、自らが主導的に実験を進め、創意工夫して目的に到達できるようになることを目指している。なお授業内容は公知の情報のみに限定されている。
授業の進め方・方法:
本講義は有機材料工学Iで学習した高分子の力学的性質についての知識、ならびに化学工学や物理化学で学習した蒸留や相平衡の知識が必要となるため,復習を十分に行うこと。また,実験前にはテキストを十分に読み,実験当日スムーズに進められるようにしておくこと。実験後は即レポートをまとめ,期日までに提出すること。不明なことは担当教員に聞くこと。
注意点:
未提出のレポートが一つでもある場合は不合格とする。
教育到達目標評価:レポート100%(A-2:20%,B-4:60%,E-2:20%)
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
後期 |
3rdQ |
1週 |
ガイダンス(1h) |
・実験の実施方法,注意事項が理解できる
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2週 |
テーマ①ガイダンス(3h)(コア) |
・粘度計を用いた分子量の測定法が理解できる
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3週 |
テーマ ガイダンス(コア) |
・マークホーウィンク・桜田の式を用いて分子量の計算ができる
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4週 |
テーマ②ガイダンス(コア) |
・引張り試験機の原理を理解できる ・s-s曲線の書き方が理解できる
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5週 |
テーマ③ガイダンス(コア) |
・二成分系の気液平衡を理解できる ・蒸留の理論段の求め方が理解できる
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6週 |
テーマ④ガイダンス(コア) |
・二成分系の固液平衡を理解できる ・冷却曲線と状態図の関係が理解できる
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7週 |
テーマ➄ガイダンス |
・粘度計について理解できる ・高分子の固まる原理を理解できる
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8週 |
5テーマを5つのグループに分かれて実施 |
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4thQ |
9週 |
テーマ① (コア) 粘度法による高分子物質の分子量の測定
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・高分子物質の物性に影響のある分子量の測定方法を理解し,説明できる
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10週 |
テーマ②(コア) 引張り試験による高分子物質のs-s曲線の測定
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・物質の固体強度物性の測定方法を理解し,説明できる
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11週 |
テーマ③(コア) 蒸留による理論段の測定 |
・水溶液の蒸留実験から理論段を求めること,ならびに蒸留塔内の物質移動についての内容を理解し,説明できる
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12週 |
テーマ④(コア) 二成分系合金の状態図作成 |
・熱電対を用いた温度測定が理解でき,二成分系合金の冷却曲線測定から状態図を作成できる
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13週 |
テーマ➄ メチルセルロースの粘度測定 |
・メチルセルロースの固まる原理を理解でき,その溶かした試料の粘度を測定し,温度の違いによる粘度の変化についての説明ができる
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14週 |
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15週 |
再(追)実験・レポート指導 |
・提出レポートに対する添削指導を行う ・不正確なデータの場合は再実験または追実験を行う
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16週 |
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分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
基礎的能力 | 自然科学 | 物理 | 物理 | フックの法則を用いて、弾性力の大きさを求めることができる。 | 3 | 後4,後10 |
工学基礎 | 工学実験技術 | 工学実験技術 | 物理、化学、情報、工学における基礎的な原理や現象を明らかにするための実験手法、実験手順について説明できる。 | 4 | 後1,後9,後10,後11,後12 |
実験装置や測定器の操作、及び実験器具・試薬・材料の正しい取扱を身に付け、安全に実験できる。 | 4 | 後9,後10,後11,後12 |
実験データの分析、誤差解析、有効桁数の評価、整理の仕方、考察の論理性に配慮して実践できる。 | 4 | 後9,後10,後11,後12 |
実験テーマの目的に沿って実験・測定結果の妥当性など実験データについて論理的な考察ができる。 | 4 | 後9,後10,後11,後12 |
実験ノートや実験レポートの記載方法に沿ってレポート作成を実践できる。 | 4 | 後9,後10,後11,後12 |
実験データを適切なグラフや図、表など用いて表現できる。 | 4 | 後2,後9,後10,後11,後12 |
実験の考察などに必要な文献、参考資料などを収集できる。 | 4 | 後9,後10,後11,後12 |
実験・実習を安全性や禁止事項など配慮して実践できる。 | 4 | 後9,後10,後11,後12 |
個人・複数名での実験・実習であっても役割を意識して主体的に取り組むことができる。 | 4 | 後9,後10,後11,後12 |
共同実験における基本的ルールを把握し、実践できる。 | 4 | 後9,後10,後11,後12 |
レポートを期限内に提出できるように計画を立て、それを実践できる。 | 4 | 後9,後10,後11,後12 |
専門的能力 | 分野別の工学実験・実習能力 | 化学・生物系分野(実験・実習能力) | 物理化学実験 | 各種密度計(ゲールサック、オストワルド等)を用いて、液体および固体の正確な密度を測定し、測定原理を説明できる。 | 4 | 後11 |
分子量の測定(浸透圧、沸点上昇、凝固点降下、粘度測定法等)により、束一的性質から分子量を求めることができる。 | 4 | 後2,後9 |
化学工学実験 | 流量・流速の計測、温度測定など化学プラント等で計測される諸物性の測定方法を説明できる。 | 4 | 後6,後11 |
液体に関する単位操作として、特に蒸留操作の原理を理解しデータ解析の計算ができる。 | 4 | 後5,後11 |
流体の関わる現象に関する実験を通して、気体あるいは液体の物質移動に関する原理・法則を理解し、物質収支やエネルギー収支の計算をすることができる。 | 4 | 後5,後11 |