化学工学Ⅲ

科目基礎情報

学校	富山高等専門学校	開講年度	令和05年度 (2023年度)
授業科目	化学工学Ⅲ
科目番号	0130	科目区分	専門 / 選択
授業形態	授業	単位の種別と単位数	学修単位: 1
開設学科	物質化学工学科	対象学年	5
開設期	前期	週時間数	前期:2
教科書/教材
担当教員	峰本 康正

到達目標

１）吸着平衡における吸着等温式を導き、それらに使用されている定数を求める。
２）拡散方程式を導き、温度分布を計算する。
３）平衡状態での分配係数を理解し、それを分配平衡を利用した連続的な分離操作へと発展させる。

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	実データから吸着平衡における吸着式から平衡定数を導ける。	吸着平衡における吸着式から平衡定数を導ける。	吸着平衡における吸着式から平衡定数を導けない。
評価項目2	無限平板、無限円柱での拡散方程式を導くことができる。	無限平板での拡散方程式を導くことができる。	無限平板での拡散方程式を導くことができない。
評価項目3	クロマトグラムでの分離における物質の分布を計算できる。	分配を連続的に行ったときの物質の分布を計算できる。	分配を連続的に行ったときの物質の分布を計算できない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 A-2 （設計・システム，情報・論理，材料・バイオ，力学，社会技術に関する基礎知識を理解し，簡単に説明することができる。）

JABEE 1(2)(d)(1) （専門工学（工学（融合複合・新領域）における専門工学の内容は申請高等教育機関が規定するものとする）の知識と能力）

JABEE 1(2)(d)(2) （いくつかの工学の基礎的な知識・技術を駆使して実験を計画・遂行し、データを正確に解析し、工学的に考察し、かつ説明・説得する能力）

JABEE 2.1(1) （基礎工学として、①設計・システム系科目群、②情報・論理系科目群、③材料・バイオ系科目群、④力学系科目群、⑤社会技術系科目群の５群からなり、各群から少なくとも１科目、合計最低６科目を含むこと。）

ディプロマポリシー 1 （物質 化学の中心分野である有機化学，無機化学，分析化学，物理化学，生物化学の知識・技術を身につけ，それらを応用した物質創成や技術の開発ができる。）

ディプロマポリシー 2 （課題発見能力，課題解決能力，プレゼンテーション能力を持ち，他者と協働できる。）

ディプロマポリシー 3 （豊かな教養と倫理観を身につけ，社会に貢献できる。）

教育方法等

概要:

定常、非定常の概念を理解するとともに、非定常での現象を変化を数式で表す。
定常状態から分配係数を定義し、連続的な分離操作の計算を行う。
熱流束の概念を用いて、熱伝導方程式を導き、その方程式を解くことで温度分布を求める。
この授業は、担当教員の実務経験を生かした化学工学の関係する事項について、講義形式で授業を行うものである。

授業の進め方・方法:

講義と演習

注意点:

法則などを暗記するのではなく、それ自体の導出過程を理解することが望まれる。化学反応速度式や熱伝導方程式などの微分方程式は必ず自分で解くこと。
学修単位のため、60時間相当の授業外学習が必要である。
　授業外学習・事前：授業内容を予習しておく。
　授業外学習・事後：授業内容に関する課題を解く。

追試験を受けることになった場合、その試験内容は授業内容に沿うものとする。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	吸着	異相間の吸着のタイプを分類する。 学修単位のため、60時間相当の授業外学習が必要である。 　授業外学習・事前：授業内容を予習しておく。 　授業外学習・事後：授業内容に関する課題を解く。
		2週	吸着	ヘンリーの法則を用いて吸着量を計算する。 学修単位のため、60時間相当の授業外学習が必要である。 　授業外学習・事前：授業内容を予習しておく。 　授業外学習・事後：授業内容に関する課題を解く。
		3週	吸着	Langmuir型の吸着式を導出するとともに、この吸着式に用いる定数を計算する。 学修単位のため、60時間相当の授業外学習が必要である。 　授業外学習・事前：授業内容を予習しておく。 　授業外学習・事後：授業内容に関する課題を解く。
		4週	吸着	BET吸着式を導出するとともに、この吸着式に用いる定数を計算する。 学修単位のため、60時間相当の授業外学習が必要である。 　授業外学習・事前：授業内容を予習しておく。 　授業外学習・事後：授業内容に関する課題を解く。
		5週	物質移動	物質移動を分類する。 学修単位のため、60時間相当の授業外学習が必要である。 　授業外学習・事前：授業内容を予習しておく。 　授業外学習・事後：授業内容に関する課題を解く。
		6週	物質移動	拡散による物質移動における流束を求められる。 学修単位のため、60時間相当の授業外学習が必要である。 　授業外学習・事前：授業内容を予習しておく。 　授業外学習・事後：授業内容に関する課題を解く。
		7週	物質移動	拡散方程式を導くことができる。 学修単位のため、60時間相当の授業外学習が必要である。 　授業外学習・事前：授業内容を予習しておく。 　授業外学習・事後：授業内容に関する課題を解く。
		8週	物質移動	拡散方程式における初期条件、境界条件を導出できる。 学修単位のため、60時間相当の授業外学習が必要である。 　授業外学習・事前：授業内容を予習しておく。 　授業外学習・事後：授業内容に関する課題を解く。
	2ndQ
		9週	物質移動	拡散方程式を解くことができる。 学修単位のため、60時間相当の授業外学習が必要である。 　授業外学習・事前：授業内容を予習しておく。 　授業外学習・事後：授業内容に関する課題を解く。
		10週	物質移動	化学反応を伴う拡散方程式を導くことができる。 学修単位のため、60時間相当の授業外学習が必要である。 　授業外学習・事前：授業内容を予習しておく。 　授業外学習・事後：授業内容に関する課題を解く。
		11週	分離	2相分配による分離を理解し、分配係数を求められる。 学修単位のため、60時間相当の授業外学習が必要である。 　授業外学習・事前：授業内容を予習しておく。 　授業外学習・事後：授業内容に関する課題を解く。
		12週	分離	連続的な分配操作について、物質収支より収支式を導出できる。 学修単位のため、60時間相当の授業外学習が必要である。 　授業外学習・事前：授業内容を予習しておく。 　授業外学習・事後：授業内容に関する課題を解く。
		13週	分離	連続的な分配操作における収支式に分配係数を導入できる。 学修単位のため、60時間相当の授業外学習が必要である。 　授業外学習・事前：授業内容を予習しておく。 　授業外学習・事後：授業内容に関する課題を解く。
		14週	分離	分離における物質の分布より理論段数が計算できる。 学修単位のため、60時間相当の授業外学習が必要である。 　授業外学習・事前：授業内容を予習しておく。 　授業外学習・事後：授業内容に関する課題を解く。
		15週	期末試験
		16週	総説

評価割合

	試験	発表	相互評価	態度	ポートフォリオ	その他	合計
総合評価割合	0	0	0	0	0	20	20
基礎的能力	0	0	0	0	0	0	0
専門的能力	0	0	0	0	0	20	20
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0