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
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 |
熱力学とは |
・熱力学とは
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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
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| 3週 |
熱力学第1 法則 |
・標準生成エンタルピー
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| 4週 |
熱力学第2法則 |
・可逆熱機関の仕事効率
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| 5週 |
熱力学第2法則 |
・カルノーサイクル
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| 6週 |
エントロピー |
・エントロピー
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| 7週 |
エントロピー |
・不可逆変化とエントロピー
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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 |
・自由エネルギーの計算
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| 10週 |
自由エネルギーと純物質の相平衡 |
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| 11週 |
多成分系の相平衡 |
・相平衡
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| 12週 |
溶液の熱力学 |
・部分モル量
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| 13週 |
化学平衡 |
・平衡定数の計算
・平衡定数の温度依存性
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| 14週 |
電解質溶液と電池 |
・電解質溶液
・ 起電力の計算
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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 | 相互評価 | 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 |