概要:
化学物質の特性と消防法をはじめとする危険物関連法令について解説し、甲種危険物取扱者試験の例題および物理化学問題の演習によって危険物取扱いに関する物理化学の知識を確実なものにする。
授業の進め方・方法:
物理化学の諸法則について毎回演習を行い、危険物関連法令のポイントを解説する。併せて甲種危険物取扱者試験の例題集を使った自学自習を行なう。
注意点:
毎時間、電卓を持参のこと。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
危険物取扱者試験の概要を説明し、SI単位について復習する。 |
当該試験受験の手続きを理解し、SI単位の知識を確実にする。
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| 2週 |
物質の三態と物理変化について復習し、ボイル・シャルルの法則について演習する。 |
ボイル・シャルルの法則を使いこなして気体のP,V,Tを計算できる。
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| 3週 |
理想気体の状態方程式および混合気体の性質について演習する。 |
理想気体の状態方程式およびドルトンの分圧の法則を駆使して各種気体ののP,V,Tを計算できる。
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| 4週 |
気体分子の運動および実在気体の状態方程式について演習する。 |
マックスウェルの法則を理解し、気体分子の速度および実在気体のPを計算できる。
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| 5週 |
熱力学第一法則における熱と仕事について演習する。 |
第一法則を説明でき、変化に伴う内部エネルギーと熱、仕事を計算できる。
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| 6週 |
内部エネルギーおよびエンタルピーについて演習する。 |
定容及び定圧での温度変化による内部エネルギーおよびエンタルピーを計算できる。
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| 7週 |
熱化学における相転移や燃焼反応のエンタルピーについて演習する。 |
生成および反応のエンタルピーおよびがキルヒホッフノ法則による反応熱の温度変化を計算できる。
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| 8週 |
中間試験 |
気体の性質および熱力学第一法則に関する計算から、危険物の物理化学的性質を説明できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
熱力学第二・三法則におけるエントロピーについて演習する。 |
エントロピーの定義を説明でき、反応のエントロピーを計算できる。
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| 10週 |
純物質の相転移と自由エネルギーについて演習する。 |
化合物の生成自由エネルギーや反応の自由エネルギーを計算できる。
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| 11週 |
化学平衡と自由エネルギーについて演習する。 |
平衡定数と標準自由エネルギーを計算できる。
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| 12週 |
平衡移動に関するルシャトリエの法則およびファントホッフの法則について演習する。 |
ルシャトリエの法則を説明でき、平衡の移動方向を予想できる。
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| 13週 |
混合物の性質と理想溶液のラウールおよびヘンリーの法則について演習する。 |
ラウールおよびヘンリーの法則を説明でき、混合物の組成を計算できる。
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| 14週 |
束一的性質（蒸気圧降下、凝固点降下、沸点上昇、浸透圧）について演習する。 |
測定されたデータから、束一的性質に基づいて溶質の分子量を計算できる。
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| 15週 |
期末試験 |
熱力学第二・三法則と混合物の性質および平衡に関する計算から、危険物の物理化学的性質を説明できる。
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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 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 化学・生物系分野 | 物理化学 | 気体の法則を理解して、理想気体の方程式を説明できる。 | 3 | 前1,前2 |
| 気体の分子速度論から、圧力を定義して、理想気体の方程式を証明できる。 | 3 | 前3,前4 |
| 実在気体の特徴と状態方程式を説明できる。 | 3 | 前4 |
| 臨界現象と臨界点近傍の特徴を説明できる。 | 3 | |
| 混合気体の分圧の計算ができる。 | 3 | |
| 純物質の状態図(P-V、P-T)を理解して、蒸気圧曲線を説明できる。 | 3 | 前13 |
| 2成分の状態図(P-x、y、T-x、y)を理解して、気液平衡を説明できる。 | 3 | 前13 |
| 束一的性質を説明できる。 | 3 | 前14 |
| 蒸気圧降下、沸点上昇より、溶質の分子量を計算できる。 | 3 | 前14 |
| 凝固点降下と浸透圧より、溶質の分子量を計算できる。 | 3 | 前14 |
| 相律の定義を理解して、純物質、混合物の自由度(温度、圧力、組成)を計算し、平衡状態を説明できる。 | 3 | |
| 熱力学の第一法則の定義と適用方法を説明できる。 | 3 | 前5 |
| エンタルピーの定義と適用方法を説明できる。 | 3 | 前6 |
| 化合物の標準生成エンタルピーを計算できる。 | 3 | 前7 |
| エンタルピーの温度依存性を計算できる。 | 3 | 前7 |
| 内部エネルギー、熱容量の定義と適用方法を説明できる。 | 3 | 前6 |
| 平衡の記述(質量作用の法則)を説明できる。 | 3 | 前10 |
| 諸条件の影響(ルシャトリエの法則)を説明できる。 | 3 | 前12 |
| 均一および不均一反応の平衡を説明できる。 | 3 | 前11 |
| 熱力学の第二・第三法則の定義と適用方法を説明できる。 | 3 | 前7 |
| 純物質の絶対エントロピーを計算できる。 | 3 | 前9 |
| 化学反応でのエントロピー変化を計算できる。 | 3 | 前9 |
| 化合物の標準生成自由エネルギーを計算できる。 | 3 | 前10 |
| 反応における自由エネルギー変化より、平衡定数・組成を計算できる。 | 3 | 前11 |
| 平衡定数の温度依存性を計算できる。 | 3 | 前12 |
| 気体の等温、定圧、定容および断熱変化のdU、W、Qを計算できる。 | 3 | 前5 |