到達目標
1. 内部エネルギー、エンタルピー、熱力学第一法則が理解できる。
2. エントロピー概念、熱力学第二法則、熱力学第三法則が理解できる。
3. 自由エネルギーと相転移の関係が理解できる。
4. 相図と相律の関係が理解できる。
5. 電極反応、電池反応、標準電池電位、平衡定数が理解できる。
6. 熱力学を化学への応用として活用できる。
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 |
評価項目1 | 内部エネルギー、エンタルピー、熱力学第一法則が説明できる。
エントロピー概念、熱力学第二法則、熱力学第三法則が説明できる。 | 内部エネルギー、エンタルピー、熱力学第一法則が理解できる。
エントロピー概念、熱力学第二法則、熱力学第三法則が理解できる。 | 内部エネルギー、エンタルピー、熱力学第一法則が理解できない。
エントロピー概念、熱力学第二法則、熱力学第三法則が理解できない。 |
評価項目2 | 自由エネルギーと相転移の関係が説明できる。
相図と相律の関係が説明できる。 | 自由エネルギーと相転移の関係が理解できる。
相図と相律の関係が理解できる。 | 自由エネルギーと相転移の関係が理解できない。
相図と相律の関係が理解できない。 |
評価項目3 | 電極反応、電池反応、標準電池電位、平衡定数が説明できる。
熱力学を化学への応用として活用できる。 | 電極反応、電池反応、標準電池電位、平衡定数が理解できる。
熱力学を化学への応用として理解できる。 | 電極反応、電池反応、標準電池電位、平衡定数が理解できない。
熱力学を化学への応用として活用できない。 |
学科の到達目標項目との関係
専攻科課程教育目標、JABEE学習教育到達目標 SA① 数学・物理・化学などの自然科学、情報技術に関する共通基礎を理解できる。
専攻科課程教育目標、JABEE学習教育到達目標 SB① 共通基礎知識を用いて、専攻分野における設計・製作・評価・改良など生産に関わる専門工学の基礎を理解できる。
教育方法等
概要:
本講義では、化学への応用を念頭に置いて、それに必要なだけの熱力学を説明した後、これに反応を中心とする化学の問題にいかに結び付けるか、いかに活用するかを、簡潔に解説する。物理化学の一分野である化学熱力学を学習することで、化学への応用を目的として熱力学の基本概念を身に付ける。
授業の進め方・方法:
本科で学習した「物理化学」の熱力学の内容を理解しておくこと。テキストに従い章毎にポイントとなる例題の解説を行い、反復演習を進めていく。例題及び課題は、単に解くだけではなく、自ら考え会得すること。理解度の確認のため中間試験を実施する。数回、課題のレポート提出を求める。化学熱力学では、エンタルピー、エントロピー、ギブスエネルギーの変化、平衡定数等を数値として取り扱うので、計算問題及び活用すべき数式に習熟すること。
注意点:
熱力学の基本概念を十分に理解していること。
達成目標に対する理解度を下記の評価方法で総合評価し、60点以上を合格とする。
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 |
ガイダンス 熱力学とは |
趣旨説明と講義計画について理解する。 ・熱力学とはについて理解する。
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2週 |
熱力学第1 法則 |
・内部エネルギー変化の計算について理解する。
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3週 |
熱力学第1 法則 |
・標準生成エンタルピーについて理解する。
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4週 |
熱力学第2法則 |
・可逆熱機関の仕事効率について理解する。
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5週 |
熱力学第2法則 |
・カルノーサイクについて理解する。ル
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6週 |
エントロピー(1) |
・エントロピーについて理解する。
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7週 |
エントロピー(2) |
・不可逆変化とエントロピーについて理解する。
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8週 |
中間試験 |
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2ndQ |
9週 |
自由エネルギーと純物質の相平衡(1) |
・自由エネルギーの計算について理解する。
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10週 |
自由エネルギーと純物質の相平衡(2) |
・自由エネルギーの計算について理解する。
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11週 |
多成分系の相平衡 |
・相平衡について理解する。
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12週 |
溶液の熱力学 |
・部分モル量について理解する。
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13週 |
化学平衡 |
・平衡定数の計算について理解する。 ・平衡定数の温度依存性について理解する。
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14週 |
電解質溶液と電池 |
・電解質溶液について理解する。 ・ 起電力の計算について理解する。
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15週 |
定期試験 |
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16週 |
答案返却、解説 |
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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 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 課題 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 60 | 0 | 40 | 0 | 0 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 60 | 0 | 40 | 0 | 0 | 0 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |