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物理化学３（熱力学）

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令和２年度以降入学者 物理化学３（熱力学）
令和元年度以前入学者 物理化学２
教員名 藤森裕基
単位数    2 学年    2 開講区分 文理学部
科目群 化学科
学期 後期 履修区分 必修
授業の形態 zoomによる同時双方向型授業またはBlackboard等を用いたオンデマンド型の授業
Blackboard ID:20213243
授業概要 三大古典力学の一つである熱力学を理解するための知識を講義する。
授業のねらい・到達目標 物質の状態変化を記述する熱力学についての学習を通して、体系的なものの見方を修得する。熱力学自体は巨視的な系についての経験に基づいた学問であるが、個々の原子分子の力学的エネルギーとの関連についての理解も深め，それらについて説明できるようにする。

この科目は文理学部(学士(理学))のディプロマポリシーDP6及びカリキュラムポリシーCP9に対応しています。

なお，新カリキュラム（令和２年度以降の入学者）では，この科目は文理学部(学士(理学))のディプロマポリシーDP3, DP4, DP8 及びカリキュラムポリシーCP3, CP4, CP8 に対応しています。
・基礎的な化学知識に基づいて，自然科学に関係する諸現象を論理的・批判的に考察することができる。(A-3-2)
・さまざまな事象に潜む化学的問題を発見し，専門的化学知識に基づいてそれを説明することができる。(A-4-2)
・自分の学修経験の振り返りを継続的に行い，分析することができる。(A-8-2)
授業の方法 授業の形式：講義

同時双方向型またはオンデマンド型により講義を行い，その後，各自で課題に取り組む。課題の提出やフィードバックついては，Blackboardを利用する。
授業計画
1 ガイダンス・熱概念の形成史 (A-3, A-4, A-8)
【事前学習】シラバスを良く読み，授業全体の流れを理解してくること。 （1時間）
【事後学習】学修内容の整理 （3時間）
2 気体論（１）－気体のPVT関係(A-3, A-4, A-8)
【事前学習】教科書11.1，11.6を読み，内容を理解しておく。 （1時間）
【事後学習】気体のPVT関係についてノートを整理してまとめる。関連問題を解く。 （3時間）
3 気体論（２）－van der Waalsの状態方程式(A-3, A-4, A-8)
【事前学習】教科書11.6，11.7を読み，内容を理解しておく。 （1時間）
【事後学習】van der Waalsの状態方程式についてノートを整理してまとめる。関連問題を解く。 （3時間）
4 熱力学第１法則（１）－内部エネルギー (A-3, A-4, A-8)
【事前学習】教科書12.1を読み，内容を理解しておく。 （1時間）
【事後学習】内部エネルギーについてノートを整理してまとめる。関連問題を解く。 （3時間）
5 熱力学第１法則（２）－状態量と経路積分 (A-3, A-4, A-8)
【事前学習】教科書12.2，12.3を読み，内容を理解しておく。 （1時間）
【事後学習】状態量と経路積分についてノートを整理してまとめる。関連問題を解く。 （3時間）
6 熱力学第１法則の応用（１）－熱容量とエンタルピー (A-3, A-4, A-8)
【事前学習】教科書12.4，12.5を読み，内容を理解しておく。 （1時間）
【事後学習】熱容量とエンタルピーについてノートを整理してまとめる。関連問題を解く。 （3時間）
7 熱力学第１法則の応用（２）－化学反応の真の推進力 (A-3, A-4, A-8)
【事前学習】教科書12.6，12.7を読み，内容を理解しておく。 （1時間）
【事後学習】化学反応の真の推進力についてノートを整理してまとめる。関連問題を解く。 （3時間）
8 熱力学第２法則（１）－カルノーサイクル (A-3, A-4, A-8)
【事前学習】教科書13.1，13.2を読み，内容を理解しておく。 （1時間）
【事後学習】カルノーサイクルについてノートを整理してまとめる。関連問題を解く。 （3時間）
9 熱力学第２法則（２）－エントロピー (A-3, A-4, A-8)
【事前学習】教科書13.3，13.4を読み，内容を理解しておく。 （1時間）
【事後学習】エントロピーについてノートを整理してまとめる。関連問題を解く。 （3時間）
10 熱力学第３法則（１）－ネルンストの熱定理 (A-3, A-4, A-8)
【事前学習】教科書13.5，13.6，13.7を読み，内容を理解しておく。 （1時間）
【事後学習】ネルンストの熱定理についてノートを整理してまとめる。関連問題を解く。 （3時間）
11 熱力学第３法則（２）－残余エントロピー・絶対零度への挑戦 (A-3, A-4, A-8)
【事前学習】教科書13.8，13.9を読み，内容を理解しておく。 （1時間）
【事後学習】残余エントロピーについてノートを整理してまとめる。関連問題を解く。 （3時間）
12 平衡状態の熱力学の体系化－熱的状態方程式 (A-3, A-4, A-8)
【事前学習】教科書14.1，14.2を読み，内容を理解しておく。 （1時間）
【事後学習】熱的状態方程式についてノートを整理してまとめる。関連問題を解く。 （3時間）
13 平衡状態の熱力学の体系化－ギブズの自由エネルギー (A-3, A-4, A-8)
相転移－相図 (A-3, A-4, A-8)
【事前学習】教科書14.3～14.7を読み，内容を理解しておく。 （1時間）
【事後学習】ギブズの自由エネルギー・相転移についてノートを整理してまとめる。関連問題を解く。 （3時間）
14 問題演習 (A-3, A-4, A-8)
【事前学習】これまでの講義の復習 （3時間）
【事後学習】解けなかった問題を再度解く。 （1時間）
15 試験と解説 (A-3, A-4, A-8)
【事前学習】これまでの講義の復習 （3時間）
【事後学習】解けなかった問題を再度解く。 （1時間）
その他
教科書 寺嶋正秀・馬場正昭・松本吉泰 『現代物理化学』 化学同人 2015年 第1版
参考書 藤森裕基・松澤秀則・筑紫格 訳 『マッカーリ 化学数学』 丸善出版 2014年 第1版
成績評価の方法及び基準 授業参画度:小テストや課題等(30%)、試験またはレポート(70%)
オフィスアワー 開講時に指示する

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