到達目標
1.気体の法則を理解して、完全気体の方程式を説明できる。
2.熱力学の第一法則の定義と適用方法を説明できる。
3.熱力学の第二・三法則の定義と適用方法を説明できる。
4.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。
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 | 気体の法則を理解して、完全気体の方程式を説明でき、応用できる。 | 気体の法則を理解して、完全気体の方程式を説明できる。 | 気体の法則を理解して、完全気体の方程式を説明できない。 |
| 評価項目2 | 熱力学の第一法則の定義と適用方法を説明でき、応用できる。 | 熱力学の第一法則の定義と適用方法を説明できる。 | 熱力学の第一法則の定義と適用方法を説明できない。 |
| 評価項目3 | 熱力学の第二・三法則の定義と適用方法を説明でき、応用できる。 | 熱力学の第二・三法則の定義と適用方法を説明できる。 | 熱力学の第二・三法則の定義と適用方法を説明できない。 |
| 評価項目4 | 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、応用できる。 | 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。 | 気体の等温, 定圧, 定容および断熱変化のΔU, W, Qを計算できない。 |
学科の到達目標項目との関係
準学士課程の教育目標 B① 専門分野における工学の基礎を理解できる。
準学士課程の教育目標 B② 自主的・継続的な学習を通じて、専門工学の基礎科目に関する問題を解くことができる。
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。
教育方法等
概要:
物理化学は化学に関する全専門科目の理論的基礎であり、「単位操作」や「反応工学」、「材料科学」、「生物工学」等の分野・科目の内容を十分理解するために必要である。本講義では、熱力学部分を中心に学習する。
授業の進め方・方法:
各授業では、理解度を確認するために演習を行う。
注意点:
3年次の「物理化学Ⅰ・Ⅱ」が前提となるのは当然であるが、1 年次の「化学」、基礎的な「数学」、単位の取り扱い等に習熟しておくこと。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
熱力学第一法則 |
・仕事とエネルギーに関する計算ができること。
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| 2週 |
熱力学第一法則 |
・熱と仕事とエネルギーに関する計算ができること。
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| 3週 |
熱力学第一法則 |
・実在気体の状態方程式を用いて、その圧力等を計算できること。
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| 4週 |
熱力学第一法則の応用 |
・定容変化と定圧変化に関する計算ができること。
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| 5週 |
熱力学第一法則の応用 |
・定容変化と定圧変化に関するエネルギーの計算ができること。
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| 6週 |
熱力学第一法則の応用 |
・反応熱とヘスの法則に関する熱容量の計算ができること。
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| 7週 |
熱力学第一法則の応用 |
・解離熱と平均結合エンタルピーに関する計算ができること。
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| 8週 |
中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
熱力学第二法則 |
・自発的変化に関する定義を説明できること。
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| 10週 |
熱力学第二法則 |
・エントロピーに関する定義を説明できること。
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| 11週 |
エントロピー |
・エントロピーに関する計算ができること。
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| 12週 |
エントロピー |
・エントロピーと配置の数に関する計算ができること。
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| 13週 |
熱力学第三法則 |
・残余エントロピーに関する計算ができること。
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| 14週 |
標準エントロピー |
・標準エントロピー（熱力学エントロピー）に関する計算ができること。
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| 15週 |
エントロピー増大則 |
・不可逆変化とエントロピー増大則に関する定義を説明できること。
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| 16週 |
定期試験 |
・熱力学第二法則、エントロピーに関する定義を説明でき、計算ができること。
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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。 | 4 | 後1 |
| 実在気体の特徴と状態方程式を説明できる。 | 4 | 後1,後3 |
| 熱力学の第一法則の定義と適用方法を説明できる。 | 4 | 後4,後5,後6 |
| エンタルピーの定義と適用方法を説明できる。 | 4 | 後7 |
| 化合物の標準生成エンタルピーを計算できる。 | 4 | 後7 |
| エンタルピーの温度依存性を計算できる。 | 4 | 後7 |
| 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 | 後5,後6 |
| 熱力学の第二・第三法則の定義と適用方法を説明できる。 | 4 | 後9,後10,後11,後12,後13 |
| 純物質の絶対エントロピーを計算できる。 | 4 | 後14,後15 |
| 化学反応でのエントロピー変化を計算できる。 | 4 | 後14,後15 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | 課題 | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 0 | 0 | 0 | 20 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 80 | 0 | 0 | 0 | 20 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |