物理化学Ⅰ

Physical Chemistry I

専門教育科目

-

工学部

2年

HETBK2MCA1

2単位

講義 (Lecture)

2024年度後期

原田 哲男

工学研究科（材料・放射光工学専攻，放射光ナノ工学グループ）

日本語

該当なし

講義終了後、教室にて

E-mail: harada@lasti.u-hyogo.ac.jp

3〇／4〇

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1-1〇

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【講義目的】
物理化学において、熱力学を中心とした項目の基本的な内容の理解と応用力を身につけること。特にギブスエネルギーを理解し、反応や相平衡におけるエントロピーの概念について理解することが重要である。
【到達目標】
ファンデルワールスの状態方程式、エントロピーやギブズエネルギーといった基本的な内容について説明できるようになること。

熱力学〜エントロピーとギブズエネルギーとは〜
キーワード：気体分子の運動、ファンデルワールスの状態方程式、エンタルピー、エントロピー、カルノーサイクル、ギブズエネルギー

【講義内容】
本講義では最初に気体分子の運動論について、次いでエンタルピーとエントロピーについて講義する。最終的にギブズエネルギーについて理解し、反応や相平衡における自発的な変化について講述する。

【授業計画】
以下の内容において，授業を計画・実施する
1. 気体分子運動論(理想気体)
2. 気体分子運動論(分子の衝突・拡散)
3. 気体分子運動論(実在気体)
4. 熱力学第一法則(エンタルピー)
5. 熱力学第一法則(熱容量と断熱膨張・断熱圧縮)
6. エントロピーと変化(ボルツマンとクラウジウス)
7. エントロピーと変化(カルノーサイクル)
8. エントロピーと変化(熱力学第二法則、第三法則)
9. ギブスエネルギー(ギブズエネルギーとは)
10. ギブスエネルギー(マクスウェルの関係式)
11. ギブスエネルギー（温度・圧力依存性）
12. ギブスエネルギー（相平衡）
13. 溶液の混合(混合の化学ポテンシャル)
14. 溶液の混合(ヘンリーの法則)
15. まとめ

＊⽣成系AIの利⽤については教員の指⽰に従うこと。⽣成系AIによる出⼒結果をそのまま課題レポートとして提出してはいけない。 ⽣成系AIによる出⼒をそのまま提出したことが判明した場合は単位を認定しない、⼜は認定を取り消すことがある。

「現代物理化学（寺嶋正秀，馬場正昭，松本吉泰　著）[化学同人]」

「熱力学キャンパス・ゼミ 改訂6（馬場敬之 著）」マセマ出版

【予習】授業に際して指示するテキスト教材の部分を事前読み込み（25ｈ）
【復習】レポート作成（4回、20ｈ）、講義内容の理解を深め定着させるためにテキスト教材を読み直し（15ｈ）

採用しない

【成績評価の基準】
熱力学を理解し、エントロピーやギブズエネルギーなどについて説明・計算ができる者については、講義目的・到達目標に記載する能力（知識・技能、思考力、判断力等）の到達度に基づき、S（90 点以上）,Ａ（80 点以上）,B（70 点以上）,C（60 点以上）による成績評価のうえ、単位を付与する。
【成績評価の方法】
定期試験（期末試験）、レポート、出席によって評価を行う。
配点はレポート４０％、試験６０％を目安に受講態度を含めて総合的に判断する。

レポートについては提出後に内容を精査し、適時授業中にて理解が難しかった点についてフィードバックする。

本講義は材料コース内の物理化学系講義の体系中のひとつの要素となるも のであり、教科書である「現代物理化学」を使用して、以下の様に教科書内容を講義分担するものとする。

第I部 ＜量子論と化学結合＞ ：該当講義「物理化学II」
第II部 ＜分子の構造と分光学＞ ：該当講義「物理化学II」
第III部 ＜熱力学＞ ：該当講義「物理化学I」
(ただし，「統計熱力学」は「電気反応化学(物理化学III)」が該当)
第IV部 ＜化学反応＞ ：該当講義「電気反応化学(物理化学III)」

講義の進行には必ず教科書が必要なので，教科書を購入していない学生は単位不可とする．

該当しない