物理化学２

科目基礎情報

学校	新居浜工業高等専門学校	開講年度	令和03年度 (2021年度)
授業科目	物理化学２
科目番号	140461	科目区分	専門 / 必修
授業形態	講義	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	生物応用化学科	対象学年	4
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	PEL物理化学　福地賢治　編著（実教出版）
担当教員	橋本 千尋

到達目標

1．系、外界、状態量について説明でき、示量性状態量と示強性状態量の違いと例を挙げることができる。
2．体積変化に伴う仕事と温度変化に伴う熱量を計算できる。
3．熱力学第一法則の内容を説明でき、数式で表すことができる。
4．状態変化に伴う内部エネルギー変化とエンタルピー変化が計算できる。
5．化学反応に伴う標準反応熱と任意の温度における反応熱が計算できる。
6．基本的な熱力学の関係式を導くことができる。

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	状態量について説明でき、示量性状態量と示強性状態量の違いと例を挙げることができる。状態量の微小変化を全微分を用いて表すことができる。	状態量について説明でき、示量性状態量と示強性状態量の違いと例を挙げることができる。	状態量について説明できない。示量性状態量と示強性状態量の違いと例を挙げることができない。
評価項目2	可逆過程、不可逆過程における体積変化に伴う仕事と温度変化に伴う熱量が計算できる。	可逆過程における体積変化に伴う仕事と温度変化に伴う熱量が計算できる。	体積変化に伴う仕事と温度変化に伴う熱量が計算できない。
評価項目3	熱力学第一法則の内容を説明でき、数式で表すことができる。第一種永久機関の装置と例を挙げ、説明できる。	熱力学第一法則の内容を説明でき、数式で表すことができる。	熱力学第一法則の内容を説明できず、数式で表すこともできない。
評価項目4	温度と熱容量の関係式を用いて、温度変化に伴う内部エネルギー変化とエンタルピー変化が計算できる。	温度によって変化しない熱容量の値を用いて、温度変化に伴う内部エネルギー変化とエンタルピー変化が計算できる。	温度によって変化しない熱容量の値を用いて、温度変化に伴う内部エネルギー変化とエンタルピー変化が計算できない。
評価項目5	標準反応熱、温度と熱容量の関係式を用いて、任意の温度における反応熱が計算できる。	標準反応熱、温度によって変化しない熱容量の値を用いて、任意の温度における反応熱が計算できる。	標準反応熱、温度によって変化しない熱容量の値を用いて、任意の温度における反応熱が計算できない。
評価項目6	熱力学第一法則と定義式から、内部エネルギー、エンタルピーの微小変化を与える式を導き、さらに他の関係式を導くことができる。	熱力学第一法則と定義式から、内部エネルギー、エンタルピーの微小変化を与える式を導くことができる。	熱力学第一法則と定義式から、内部エネルギー、エンタルピーの微小変化を与える式を導くことができない。

教育方法等

概要:

物理化学の柱の１つである熱力学について、その基本原理である熱力学第一法則とその化学への応用についての授業をおこなう。熱力学の知識を用いることで、これまで学んできた物理変化や化学変化を統一して、定量的に説明できることを理解させる。図や具体例を用いた説明、演習問題を解かせることで、基本的問題を理解して解くことができる学力を身につけさせる。

授業の進め方・方法:

各授業において配布するプリントに沿って授業をおこなう。各授業における重要な点や理解度を確認させる目的で、各授業ごとに課題を与え、レポートとして提出させる。

注意点:

この科目は学修単位科目（2単位）であり、総学修時間は90時間である。（内訳は授業時間30時間、自学自習時間60時間である。）単位認定には60時間に相当する自学自習が必須であり、この自学自習時間には、担当教員からの自学自習用課題、授業のための予習復習時間、理解を深めるための演習課題の考察時間、および試験準備のための学習時間を含むものとする。

本科目の区分

Webシラバスと本校履修要覧の科目区分では表記が異なるので注意すること。本科目は履修要覧(p.9)に記載する「③選択必修科目」である。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	熱力学で使用される用語：系、外界、状態量、状態変数	1
		2週	体積変化に伴う仕事と温度変化に伴う熱量	2
		3週	熱力学第一法則：熱量、仕事、内部エネルギー	3
		4週	準静的過程：体積変化に伴う仕事	3
		5週	内部エネルギー変化とエンタルピー変化：定圧条件と定積条件	4
		6週	熱容量：定圧条件と定積条件	2,4
		7週	温度変化に伴う熱量	2,4
		8週	中間試験
	2ndQ
		9週	試験返却と解説
		10週	理想気体の並進運動エネルギー、回転運動エネルギー、平均速度	4
		11週	ジュールの実験：内部エネルギーの分子論的解釈、マイヤーの関係式	4,6
		12週	理想気体の断熱変化：ポアソンの式	4,6
		13週	化学反応に伴う標準反応熱	5
		14週	化学反応に伴う標準反応熱２	5
		15週	化学反応に伴う任意の温度における反応熱：キルヒホッフの式	5,6
		16週	期末試験

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	熱力学の第一法則の定義と適用方法を説明できる。	4	前3
				エンタルピーの定義と適用方法を説明できる。	4	前5
				化合物の標準生成エンタルピーを計算できる。	4	前13,前14
				エンタルピーの温度依存性を計算できる。	4	前15
				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2,前3,前6,前7,前11
				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5,前6,前12

評価割合

	試験	発表	相互評価	態度	ポートフォリオ	小テスト	課題	合計
総合評価割合	70	0	0	0	0	0	30	100
基礎的能力	0	0	0	0	0	0	0	0
専門的能力	70	0	0	0	0	0	30	100
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0	0