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熱力学

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令和２年度以降入学者 熱力学
教員名 橋本拓也
単位数    2 学年 2～4 開講区分 文理学部
科目群 物理学科
学期 後期 履修区分 必修
授業形態 対面授業
授業の形態 対面式授業で実施。また毎回、課題を提出。
Canvas LMSコースID・コース名称 R018251C7　2024熱力学（橋本拓也・後・水1）
授業概要 熱力学で科学現象を説明することができる。
授業のねらい・到達目標 (授業のねらい）
熱力学は現象論的な学問であるが、物質の安定性・化学反応性の評価、電池などのエネルギー化学、分析化学などに応用可能な役に立つ学問である。本講義では熱力学の基礎および応用を身に付けることを目的とする。
（到達目標）
既存の知識にとらわれることなく、物事を論理的に、批判的に考え、説明することができる。(A-3-2)

この科目は文理学部（学士（理学））のDP3及びCP3に対応しています。
授業の形式 講義
授業の方法 授業は対面形式で行う。毎回、原則として次回の講義実施日に収集予定の課題レポートを課す。課題レポートは採点の上、出来の悪いものについては再提出を要求するか再提出を禁止とする。再提出がなかった場合は提出なしと一緒の扱いとなる。
　本授業の事前・事後学習は、各２時間の学習を目安とします。
履修条件 なし
授業計画
1 温度と状態方程式（A-3論理的・批判的思考力）
【事前学習】偏微分・テイラー展開について復習しておくこと （2時間）
【事後学習】レポート課題をやってくること。 （2時間）
2 熱力学第一法則ージュールの実験・比熱・エンタルピー・理想気体（A-3論理的・批判的思考力）
【事前学習】教科書の該当章を読んでくること。 （2時間）
【事後学習】レポート課題をやってくること。 （2時間）
3 熱力学第二法則ー可逆過程と不可逆過程・カルノーサイクル（A-3論理的・批判的思考力）
【事前学習】教科書の該当章を読んでくること。 （2時間）
【事後学習】レポート課題をやってくること。 （2時間）
4 熱力学第二法則ークラウジウス不等式・エントロピー（A-3論理的・批判的思考力）
【事前学習】教科書の該当章を読んでくること。 （2時間）
【事後学習】レポート課題をやってくること。 （2時間）
5 熱力学の諸関数ー自由エネルギー・マクスウェルの式（A-3論理的・批判的思考力）
【事前学習】教科書の該当章を読んでくること。 （2時間）
【事後学習】レポート課題をやってくること。 （2時間）
6 熱力学的変化の進む方向・平衡条件ー最大仕事の原理・混合のエントロピー・ラグランジュの未定係数法（A-3論理的・批判的思考力）
【事前学習】教科書の該当章を読んでくること。 （2時間）
【事後学習】レポート課題をやってくること。 （2時間）
7 平衡条件ー自由エネルギー・化学ポテンシャルとの相関（A-3論理的・批判的思考力）
【事前学習】教科書の該当章を読んでくること。 （2時間）
【事後学習】レポート課題をやってくること。 （2時間）
8 相転移の熱力学ーギブスの相律（A-3論理的・批判的思考力）
【事前学習】教科書の該当章を読んでくること。 （2時間）
【事後学習】レポート課題をやってくること。 （2時間）
9 相転移の熱力学ークラペイロンの式（A-3論理的・批判的思考力）
【事前学習】教科書の該当章を読んでくること。 （2時間）
【事後学習】レポート課題をやってくること。 （2時間）
10 化学反応の熱力学ー気相反応の場合・質量作用の法則（A-3論理的・批判的思考力）
【事前学習】教科書の該当章を読んでくること。 （2時間）
【事後学習】レポート課題をやってくること。 （2時間）
11 化学反応の熱力学ールシャトリエの法則（A-3論理的・批判的思考力）
【事前学習】教科書の該当章を読んでくること。 （2時間）
【事後学習】レポート課題をやってくること。 （2時間）
12 溶液の熱力学ー理想溶液・希薄溶液（ラウールの法則・沸点上昇・浸透圧）（A-3論理的・批判的思考力）
【事前学習】教科書の該当章を読んでくること。 （2時間）
【事後学習】レポート課題をやってくること。 （2時間）
13 熱力学の電気化学への応用ーガスセンサー、pHセンサー、電池への応用（A-3論理的・批判的思考力）
【事前学習】教科書の該当章を読んでくること。 （2時間）
【事後学習】レポート課題をやってくること。 （2時間）
14 授業内試験および解説会（A-3論理的・批判的思考力）
【事前学習】これまでの内容を復習してくること （2時間）
【事後学習】誤答の部分を復習すること （2時間）
15 これまでの課題レポート・試験結果の内容を踏まえた反省会（A-3論理的・批判的思考力）
【事前学習】課題レポート・テストの内容を検討してくること （4時間）
【事後学習】特になし
その他
教科書 原島 鮮 『熱力学・統計力学』 培風館
「熱力学」だけでなく3年次の科目「統計力学」にも役に立つ教科書である。
参考書 加納健司、山本雅博 『たのしい物理化学１』 講談社 2016年 第1版
成績評価の方法及び基準 試験(100%)
基本的には試験の成績で評価する。試験で合格点を取得した人に対しては出席・レポート提出状況に関係なく単位を認定する。
合格点を取得できなかった人に対しては出席・課題レポートの出来が良ければ、最終回の反省会で追加試験を実施、合格点が取得できれば単位を認定する。
正規の試験に参加できない場合は追試を理由によっては認める。
オフィスアワー 授業実施後。

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