到達目標
物理化学に関する基礎事項について，必要な専門知識を把握できる能力を育成するために，主として物質とエネルギーを基礎として，熱力学と化学平衡について理解させることを目標とする。
･ 原子・分子の立場から,気体の性質の各種計算ができる。
･ 溶液論の理想希薄溶液としての束一的性質を理解し，分子量の計算等応用できる。
･ 熱力学第１，２，３法則を理解し，自然の方向，熱化学．各種エネルギーの計算ができる。
･ 化学ポテンシャルを理解し，化学平衡定数を導き，質量作用の法則・ルシャトリエの法則を応用できる。
･ 相律を用いて相平衡を説明でき，相平衡の基礎式を計算に応用できる。
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 |
| 物理化学に関する理解度 | 物理化学に関する理解度が高く，原理，法則を理解でき、適切な説明や解析がよくできる． | 物理化学に関する原理，法則を理解でき、適切な説明や解析ができる．． | 物理化学に関する原理，法則を理解できず、適切な説明や解析ができない． |
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| 評価項目3 | | | |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
化学熱力学を中心とした講義である．必要に応じて，プリントを配布し学生の理解の補助とする．具体的な演習問題も適宜行うことで，理論の具体性を持たせる．
授業の進め方・方法:
化学熱力学を中心とした講義である．必要に応じて，プリントを配布し学生の理解の補助とする．具体的な演習問題も適宜行うことで，理論の具体性を持たせる．
注意点:
前期中間試験(15%)，前期期末試験(15%)，後期中間試験(15%)，及び，通年分を試験範囲とする後期期末試験(40%)の定期試験4回分の合計を基本点(85%)とし，この基本点に，不定期試験(5%)，課題点(5%)および平常点(5%)を加えて学年成績とする．
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 |
授業概要説明，物理化学とは？，ものの状態，物理的状態，力，エネルギー，圧力，物質量，示量性の性質と示強性の性質，濃度の表し方，反応の量論関係，偏導関数 |
ものの状態，物理的状態，力，エネルギー，圧力，物質量，示量性の性質と示強性の性質，濃度の表し方，反応の量論関係，偏導関数について理解して説明できる
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| 2週 |
状態方程式 |
気体の法則を理解して，理想気体の方程式を説明できる．
混合気体の分圧の計算ができる．
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| 3週 |
気体運動論モデル |
気体の分子運動論から，圧力を定義して，理想気体の方程式を証明できる．
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| 4週 |
実在気体(1) |
実在気体の特徴と状態方程式を説明できる
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| 5週 |
実在気体(2) |
臨界現象と臨界点近傍の特徴を説明できる．
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| 6週 |
エネルギーの保存 |
熱力学の第一法則の定義と適用方法を説明できる．
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| 7週 |
内部エネルギーとエンタルピー(1) |
内部エネルギー，熱容量の定義と適用方法を説明できる．
エンタルピーの定義と適用方法を説明できる．
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| 8週 |
内部エネルギーとエンタルピー(2) |
化合物の標準生成エンタルピーを計算できる．
エンタルピーの温度依存性を計算できる.
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| 2ndQ |
| 9週 |
前期中間試験 |
60点以上得点することができる
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| 10週 |
前期中間試験の解説，物理変化 |
気体の等温，定圧，定容および断熱変化のΔU，W，Ｑを計算できる
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| 11週 |
化学変化(1) |
化学反応でのエントロピー変化を計算できる．
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| 12週 |
化学変化(2) |
化学反応でのエントロピー変化を計算できる．
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| 13週 |
エントロピー(1) |
熱力学の第二・第三法則の定義と適用方法を説明できる
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| 14週 |
エントロピー(2) |
化学反応でのエントロピー変化を計算できる．
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| 15週 |
期末試験の解説，エントロピー(3) |
純物質の絶対エントロピーを計算できる.
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
ギブズエネルギー |
化合物の標準生成自由エネルギーを計算できる．
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| 2週 |
化学ポテンシャル |
化学ポテンシャルについて理解し，説明できる
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| 3週 |
相転移の熱力学 |
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．
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| 4週 |
相図(1) |
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.
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| 5週 |
相図(2) |
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．
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| 6週 |
混合物の熱力学的記述(1) |
混合物の熱力学を理解し説明できる
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| 7週 |
混合物の熱力学的記述(2) |
混合物の熱力学を理解し説明できる
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| 8週 |
後期中間試験 |
60点以上得点することができる
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| 4thQ |
| 9週 |
後期中間試験の解説，混合物の相図(1) |
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．
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| 10週 |
混合物の相図(2) |
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．
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| 11週 |
熱力学的な裏付け(1) |
均一反応の平衡を説明できる.
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| 12週 |
熱力学的な裏付け(2) |
平衡定数の温度依存性を計算できる．
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| 13週 |
熱力学的な裏付け(3) |
不均一反応の平衡を説明できる.
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| 14週 |
諸条件による平衡の移動 |
平衡の記述(質量作用の法則)を説明できる.
諸条件の影響(ルシャトリエの法則)を説明できる.
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| 15週 |
束一的性質 |
束一的性質を説明できる.
蒸気圧降下，沸点上昇により，溶質の分子量を計算できる
凝固点降下と浸透圧より，溶質の分子量を計算できる．
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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 | 気体の法則を理解して、理想気体の方程式を説明できる。 | 5 | 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。 | 5 | 前3 |
| 実在気体の特徴と状態方程式を説明できる。 | 5 | 前4 |
| 臨界現象と臨界点近傍の特徴を説明できる。 | 5 | 前5 |
| 混合気体の分圧の計算ができる。 | 5 | 前2 |
| 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。 | 5 | 後4 |
| 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。 | 5 | 後9 |
| 束一的性質を説明できる。 | 5 | 後15 |
| 蒸気圧降下、沸点上昇より、溶質の分子量を計算できる。 | 5 | 後15 |
| 凝固点降下と浸透圧より、溶質の分子量を計算できる。 | 5 | 後15 |
| 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。 | 5 | 後6 |
| 熱力学の第一法則の定義と適用方法を説明できる。 | 5 | 前6 |
| エンタルピーの定義と適用方法を説明できる。 | 5 | 前7 |
| 化合物の標準生成エンタルピーを計算できる。 | 5 | 前11 |
| エンタルピーの温度依存性を計算できる。 | 5 | 前8 |
| 内部エネルギー、熱容量の定義と適用方法を説明できる。 | 5 | 前8 |
| 平衡の記述(質量作用の法則)を説明できる。 | 5 | 後14 |
| 諸条件の影響(ルシャトリエの法則)を説明できる。 | 5 | 後14 |
| 均一および不均一反応の平衡を説明できる。 | 5 | 後11,後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。 | 5 | 前13 |
| 純物質の絶対エントロピーを計算できる。 | 5 | 前15 |
| 化学反応でのエントロピー変化を計算できる。 | 5 | 前14 |
| 化合物の標準生成自由エネルギーを計算できる。 | 5 | 後1 |
| 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。 | 5 | 後3 |
| 平衡定数の温度依存性を計算できる。 | 5 | 後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。 | 5 | 前10 |
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 | 85 | 0 | 0 | 5 | 0 | 10 | 100 |
| 物理化学Ⅰ | 85 | 0 | 0 | 5 | 0 | 10 | 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 |