山口大学教務システム - 1061320030-物理化学II

開講年度	開講学部等
2019	工学部
開講学期	曜日時限	授業区分	AL（アクティブ・ラーニング）ポイント	YFL育成プログラム
前期	水1～2	講義	3.9
時間割番号	科目名[英文名]			使用言語	単位数
1061320030	物理化学II[Physical Chemistry II]			日本語	2
担当教員（責任）[ローマ字表記]					メディア授業
藤井健太[FUJII Kenta]					ー
担当教員[ローマ字表記]
藤井健太　[FUJII Kenta]
区分		対象学生		対象年次	2～
ディプロマ・ポリシーに関わる項目			カリキュラムマップ(授業科目とDPとの対応関係はこちらから閲覧できます)

開設科目名（英訳）

Physical Chemistry II

概要（共通教育の場合は平易な授業案内）

応用化学科１年時で履修する「物理化学I」に引き続き、熱力学の基礎について学習する。本講義では、これまでに学んだエネルギー（内部エネルギー、エンタルピー、エントロピー）に加え、熱力学の中核をなす「自由エネルギー」の概念を新たに導入し、その部分モル量である「化学ポテンシャル」について正しく理解する。自由エネルギーと平衡の関係・条件を学習し、これを基にして、純物質（一成分）や多成分系での平衡、化学反応が伴う化学平衡を理解する。化学反応や状態変化を定量的に取り扱う上で、「平衡」の概念を正しく把握することは基本中の基本であるため、本講義では、平衡が何によって支配されており、その本質を構成する原理原則がどこにあるのかを学ぶことに注力する。

一般目標

1. 自由エネルギーの定義と導出を行い、他の熱力学関数との関係を説明できる。
2. 化学ポテンシャル（部分モル量）の考え方を理解し、熱力学量との関係を説明することができる。
3. 純物質の相平衡、混合物や理想溶液・理想希薄溶液の条件を理解し、各成分の化学ポテンシャルを示すことができる
4. 化学ポテンシャルを用いて、化学反応の平衡定数を具体的に表すことができる。

授業の到達目標

知識・理解の観点
思考・判断の観点
関心・意欲の観点

授業計画

【全体】

以下に記述した項目について講義をおこなう。
各講義の最後に演習（20分程度）を行い、講義内容や数式の取り扱いに関する理解を深めることとする。

	項目	内容	授業外指示	授業記録	※
	項目	内容	授業外指示	授業記録	A	B	C	D	E	F
第1回	導入	物理化学Ⅰの復習、化学平衡の概念	授業内課題、宿題（適時）		-----	-----	【中】（授業時間の15％〜50％）	-----	【あり】	【あり】


第2回	自由エネルギーについて	ヘルムホルツ自由エネルギーとギブズ自由エネルギーの概念	授業内課題、宿題（適時）		-----	-----	【中】（授業時間の15％〜50％）	-----	【あり】	【あり】


第3回	熱力学基本式とマクスウェルの関係式	マクスウェル関係式の考え方、熱力学状態方程式の導出	授業内課題、宿題（適時）		-----	-----	【中】（授業時間の15％〜50％）	-----	【あり】	【あり】


第4回	ギブス自由エネルギーの性質	ギブスエネルギーの温度依存性、圧力依存性	授業内課題、宿題（適時）		-----	-----	【中】（授業時間の15％〜50％）	-----	【あり】	【あり】


第5回	化学ポテンシャル	化学ポテンシャルの概念、自由エネルギーとの関係	授業内課題、宿題（適時）		-----	-----	【中】（授業時間の15％〜50％）	-----	【あり】	【あり】


第6回	相平衡	純物質（1成分）での相平衡と化学ポテンシャル	授業内課題、宿題（適時）		-----	-----	【中】（授業時間の15％〜50％）	-----	【あり】	【あり】


第7回	相平衡	クラペイロン-クラウジウス式、相平衡の温度・圧力依存性	授業内課題、宿題（適時）		-----	-----	【中】（授業時間の15％〜50％）	-----	【あり】	【あり】


第8回	中間まとめ	中間演習			-----	-----	【多】（授業時間の50％超）	-----	-----	-----


第9回	混合の熱力学	部分モル量	授業内課題、宿題（適時）		-----	-----	【中】（授業時間の15％〜50％）	-----	【あり】	【あり】


第10回	溶液の性質	理想溶液：ラウールの法則、ヘンリーの法則	授業内課題、宿題（適時）		-----	-----	【中】（授業時間の15％〜50％）	-----	【あり】	【あり】


第11回	溶液の性質	溶液の束一的性質	授業内課題、宿題（適時）		-----	-----	【中】（授業時間の15％〜50％）	-----	【あり】	【あり】


第12回	化学平衡	化学反応とギブス自由エネルギー	授業内課題、宿題（適時）		-----	-----	【中】（授業時間の15％〜50％）	-----	【あり】	【あり】


第13回	化学平衡	平衡定数と化学平衡	授業内課題、宿題（適時）		-----	-----	【中】（授業時間の15％〜50％）	-----	【あり】	【あり】


第14回	化学平衡と反応速度論	後期必修科目「反応速度論」への橋渡し	授業内課題、宿題（適時）		-----	-----	【中】（授業時間の15％〜50％）	-----	【あり】	【あり】


第15回	総括	全体まとめと演習			-----	-----	【多】（授業時間の50％超）	-----	-----	-----

※AL（アクティブ・ラーニング）欄に関する注　
①A〜Fのアルファベットは、以下の学修形態を指しています。
【A：グループワーク】、【B：ディスカッション・ディベート】、【C：フィールドワーク（実験・実習、演習を含む）】、【D：プレゼンテーション】
【E：振り返り】、【F：宿題】
②【多】、【中】、【少】は授業時間内におけるALが占める時間の割合を指しています。
【多】：授業時間の50％超、【中】：授業時間の15％〜50％、【少】：授業時間の15％未満。「振り返り」と「宿題」については該当する場合に【あり】と表示されます。

成績評価法

【全体】

毎回の授業で行う（授業内課題および宿題）、中間・期末試験により評価する。

【観点別】

	知識・理解	思考・判断	関心・意欲	態度	技能・表現	その他	評価割合（％）	JABEE収集資料
定期試験（中間・期末試験）	◎	○	---	---	---	---	70%	---
小テスト・授業内レポート	---	---	---	---	---	---	---	---
宿題・授業外レポート	◎	◎	---	---	---	---	20%	---
授業態度・授業への参加度	---	---	---	---	---	---	---	---
受講者の発表（プレゼン）・授業内での制作作品	---	---	---	---	---	---	---	---
演習	---	---	---	◎	---	---	10%	---
出席	---	---	---	◎	---	---	欠格条件	---
その他	---	---	---	---	---	---	---	---

教科書にかかわる情報

教科書	書名	アトキンス物理化学(上)				ISBN	978-4-8079-0695-6
教科書	著者名	Peter Atkins, Julio de Paula著 ; 千原秀昭, 中村亘男訳	出版社	東京化学同人				出版年	2009

備考

基本的に教科書に沿って授業を進める。演習問題も教科書の問題を利用することが多いので、教科書は必ず購入すること。
演習では計算問題を行うので、関数電卓を持参すること。

参考書にかかわる情報

備考

物理化学系の参考書（教科書）は多数出版されている。工学部図書館に準備されているので、その内容をみて、各自の理解の助けになるものを使って（必要に応じて購入して）下さい。

メッセージ

物理化学の内容は、一見無味乾燥に見えますが、化学の全ての分野で共通する基礎事項を取り扱っています。すぐに理解ができなくとも、繰り返し学習をすることで、また学年が進行するにつれ、理解できることもあります。やみくもに数式を暗記するのでは無く"概念"＝"考え方"を理解するように努めて下さい。

キーワード

熱力学、平衡、自由エネルギー

持続可能な開発目標（SDGs）

(教育)すべての人に包摂的かつ公正な質の高い教育を確保し、生涯学習の機会を促進する。

(持続可能な生産と消費)持続可能な生産消費形態を確保する。

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