エネルギー化学物理

Molecular Thermodynamics

専門教育科目

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工学研究科

1年

HETMP5MCA7

2単位

講義・演習 (Lecture/Seminar)

2024年度前期

(Spring semester)

前田 光治

工学研究科
化学工学専攻

日本語

目標7／目標9／目標13

水曜14:00〜17:50・C401研究室

maeda@eng.u-hyogo.ac.jp

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3◎／1〇

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講義目的
最近，地球環境，省エネルギーを配慮した化学プロセスが必要とされるようになった．そのような化学プロセスで取り扱う実際の溶液は，理想溶液ではなく，分 子，あるいはイオンの特性が反映される複雑な非理想溶液である．エネルギー化学物理では、化学熱力学，気体，溶液の分子レベルでの挙動との関係について説明できるようになる．

達成目標
分子レベルの熱力学，統計熱力学の基礎知識を付けて，実際の分子シミュレーションにより実在気体のPVT関係を理論および計算機実験で再現できるようになる．

分子シミュレーション

科目の位置付け，教育内容・方法
溶液の自由エネルギーを基点として相平衡関係，実在の分子性溶液から電解質溶液までの溶液モデル，状態方程式の最新の発展について講義する．また，近年発展してきた分子シミュレーションを使って，液体気体状態式を開発する．

１ヵ月
１．　統計熱力学
２．　マクロの熱力学
３．　ミクロの熱力学
４．　粒子の分配
２ヵ月
５．　混合過程の確率
６．　エントロピーと確率
７．　平衡状態と最大配置
８．　ボルツマンの定理
３ヵ月
９．　分子集団
１０．　時間平均と空間平均
１１．　分子集団と種類
１２．　分配関数
４ヵ月
１３．　分配関数と熱力学諸量
１４．　アンサンブル平均
１５．　分子動力学による実在気体のシミュレーション
・生成AIの利用は禁止します．

プリント資料を配布

統計熱力学関係の書籍
「シミュレーション物理学」D.W.ヘールマン著，小澤哲他訳，シュプリンガーフェアラーク東京

【予習】授業に際して指示するオンデマンド教材の部分を事前読み込み（15ｈ）、演習（5ｈ）
【復習】講義内容の理解を深め定着させるためにオンデマンド教材を読み直し（15ｈ），計算機実験（15 h）

個人課題

評価の方法
レポート50%、計算機実験の論文50%によって，講義目的・到達目標に記載する能力の到達度に基づき，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．
なお，生成AIの利用は認めない．

レポート課題は，講義中解説し，最終個人課題論文はユニバーサルパスポートで提出し，講評する．

物理化学Ⅰ，Ⅱ，化学熱力学を修得しておくことが望ましい．

該当しない

※本学の配付資料を参照してください。