国立東京工業高等専門学校 シラバス 国立東京工業高等専門学校トップページへ戻る シラバス 閲覧戻る
教科目名
物理化学Ⅰ
Physical Chemistry 1
担 当 教 官 髙橋 三男
学年、学科等 3年 物質工学科 通常講義
単位数 期間 必修 2 単位 通期 週2時間 (合計 60 時間)
授業の目標と概要
熱力学第一法則および第二法則を中心に物理化学における基本的な概念と理論の「考え方」に重点をおいて
熱力学の基本を学ぶ。
カリキュラムにおける位置づけ
物理化学は、化学の諸原理を確立し敷衍する化学の一分科である。物理化学のいろいろな考え方は、
物質の物理的、化学的性質について観察結果を説明したりするのに使われる。物理化学または人工材料
や生物学的な巨大分子のような物質の構造と性質を決定するのに使われる現代的な技術を開発したり解釈
したりするたもに不可欠なものである。
授業の内容 時間
1熱力学の学び方 4
・熱力学の本質
・熱力学第一法則と第二法則 6
・歴史的背景
・熱機関とサイクル 4
2状態方程式
・熱平衡状態
・熱力学第0法則
・理想気体
・理想気体の状態方程式
・1モルあたりの状態方程式
・ボイルの法則とシャルルの法則
・ボルツマン定数
・ファンデルワールス方程式
・p−V図
・臨界点
 
前期中間試験 1
3内部エネルギーと熱力学第一法則 6
・準静的過程
・可逆過程と不可逆過程 8
・内部エネルギー
・状態量
・熱力学第一法則
・定積過程
・定圧過程
・エンタルピー
4熱容量
・比熱あるいは熱容量
・モル比熱
・定積モル比熱Cvの意味
・エネルギー等分配則
・単原子分子、2原子分子、多原子分子
前期末試験 1

(続き)
教科目名
物理化学Ⅰ
Physical Chemistry 1
授業の内容 時間
5熱力学第二法則 14
・熱力学の核心
・クラジウスの原理
・分子論的な解釈
・不可逆過程
・トムソンの原理
・第二種永久機関は不可能
・カルノーサイクル
・熱効率は自然法則にかかわっている
・時間の矢
6エントロピーの導入
・エントロピーの発見は人類の叡智
・カルノーの逆サイクルを考える
・カルノーの定理
・カルノー・サイクルにおける普変量
・エントロピー保存の意味
・可逆機関ならエントロピーは保存する
・エントロピーの絶対値は決まらない
・クラジウスの不等式
後期中間試験 1
7エントロピーの計算 6
・エントロピーは可逆過程で計算される
・可逆断熱系ではエントロピーの変化は0
・不可逆な断熱過程
・不可逆断熱過程ではエントロピーはかならず増大する 8
・エントロピーを使った第二法則の一般表現
・示強性と示量性の量
8熱力学関数
・熱力学の体系
・独立変数は2つ
・内部エネルギーUは何を独立変数にするのがよいか
・偏微分の式の物理的意味
・エンタルピーHは何を独立変数にするのがよいか
・自由エネルギー
・マクスウエルの関係式
・理想気体の内部エネルギーはTだけで表せる
・統計力学
・化学反応論
学年末試験 1
   
   
教科書
単位が取れる熱力学ノート(講談社サイエンティフィック)
補助教科書
アトキンス物理化学上(東京書籍)
履修上の注意
微分方程式、偏微分方程式、連鎖式、積分を習得していること。
評価基準
評価基準は、定期試験(前期中間試験、前期末試験、後期中間試験、後期末試験)の平均点×0.8+レポート20点の総合点60点以上を合格とする。
評価法
定期試験80%,レポートなど20%
学習・教育目標 東京高専
C-1,C-4,C-6
JABEE
(c)(d)