到達目標
① 原子分子の構造,物質の三態,気体の諸法則について理解し,各種計算ができる。
② 化学熱力学および熱化学に関する基本法則を理解し,各種計算ができる。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
評価項目1 | 原子・分子の基本的構造や気体の性質,化学熱力学の基礎を理解し、応用できる。 | 原子・分子の基本的構造や気体の性質,化学熱力学の基礎を理解している。 | 原子・分子の基本的構造や気体の性質,化学熱力学の基礎を理解していない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
原子・分子の基本的構造や気体の性質,化学熱力学の基礎について学習し, 物理化学の基礎的概念を身につける。
授業の進め方・方法:
中間試験は50分の試験を実施する。期末試験についても50分の試験を実施する。
定期試験の成績を80%,課題,実技,小テストや授業へ取り組みなどの平素の学習状況を20%として総合的に評価し,60点以上を合格とする。
注意点:
物理,数学,化学で履修した基本的内容について十分に復習しておくこと。参考書などを学習に取り入れ,授業ごとの予習と復習を行うことで理解に努めること。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
序論(1) |
原子・分子の構造,核化学
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2週 |
序論(2) |
化学結合,分子間力
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3週 |
序論(3) |
物理量と単位
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4週 |
序論(4) |
物質の三態,気体・液体の性質
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5週 |
気体の性質(1) |
気体の状態方程式,分圧の法則
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6週 |
気体の性質(2) |
気体分子運動論
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7週 |
気体の性質(3) |
実在気体
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8週 |
気体の性質(4) |
圧縮因子,van der Waalsの状態方程式
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2ndQ |
9週 |
前期前半のまとめと演習 |
前期前半のまとめと演習
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10週 |
化学熱力学序論 |
熱力学とは,仕事と熱
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11週 |
熱力学第一法則(1) |
エネルギーの保存,熱力学第一法則
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12週 |
熱力学第一法則(2) |
熱容量
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13週 |
熱力学第一法則(3) |
内部エネルギー
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14週 |
熱力学第一法則(4) |
エンタルピー,エンタルピーの温度変化
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15週 |
まとめ |
前期で学習した内容の総まとめ
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16週 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
熱化学(1) |
前期の学習内容の確認
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2週 |
熱化学(2) |
物理・化学変化と熱
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3週 |
熱化学(3) |
生成エンタルピー,反応エンタルピー
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4週 |
熱化学(4) |
ヘスの法則,キルヒホフの法則
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5週 |
熱力学第二法則(1) |
エントロピー
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6週 |
熱力学第二法則(2) |
熱力学第二法則
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7週 |
熱力学第二法則(3) |
代表的な過程のエントロピー変化
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8週 |
熱力学第二法則(4) |
自発性とエントロピー変化,
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4thQ |
9週 |
後期前半のまとめと演習 |
後期前半のまとめと演習
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10週 |
熱力学第三法則 |
熱力学第三法則,絶対エントロピー
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11週 |
自由エネルギー(1) |
系と外界のエントロピー変化
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12週 |
自由エネルギー(2) |
Gibbsエネルギー
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13週 |
自由エネルギー(3) |
Gibbsエネルギーと物理変化・化学変化
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14週 |
熱サイクルの効率 |
熱エンジンの効率,Carnotサイクル
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15週 |
まとめ |
化学熱力学に関する問題演習,後期で学習した内容の総まとめ
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16週 |
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
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 | 放射線の種類と性質を説明できる。 | 4 | 前1 |
放射性元素の半減期と安定性を説明できる。 | 3 | 前1 |
年代測定の例として、C14による時代考証ができる。 | 3 | 前1 |
核分裂と核融合のエネルギー利用を説明できる。 | 4 | 前1 |
気体の法則を理解して、理想気体の方程式を説明できる。 | 4 | 前4,前5 |
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。 | 4 | 前6 |
実在気体の特徴と状態方程式を説明できる。 | 4 | 前7,前8 |
臨界現象と臨界点近傍の特徴を説明できる。 | 4 | 前8 |
混合気体の分圧の計算ができる。 | 4 | 前5 |
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8 |
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 | |
熱力学の第一法則の定義と適用方法を説明できる。 | 4 | 前11,前13 |
エンタルピーの定義と適用方法を説明できる。 | 4 | 前14,後1 |
化合物の標準生成エンタルピーを計算できる。 | 4 | 後3,後4 |
エンタルピーの温度依存性を計算できる。 | 4 | 前14 |
内部エネルギー、熱容量の定義と適用方法を説明できる。 | 4 | 前12,前13 |
熱力学の第二・第三法則の定義と適用方法を説明できる。 | 4 | 後6,後10 |
純物質の絶対エントロピーを計算できる。 | 4 | 後10 |
化学反応でのエントロピー変化を計算できる。 | 4 | 後7,後8,後11 |
化合物の標準生成自由エネルギーを計算できる。 | 3 | 後12,後13 |
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 | 後12,後13 |
平衡定数の温度依存性を計算できる。 | 3 | |
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。 | 4 | 前10,前11,前12,前13 |
評価割合
| 試験 | 課題等 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 80 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 80 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |