| 授業のねらい |
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| 授業の目標 |
| 熱力学とは熱と仕事およびその相互変換に関する学問であり、熱力学第一法則と第二法則の二つの自然法則に基礎を置いている。この二つの法則を駆使し、論理的推論を行うことにより材料の持つ多くの性質を関連付け、さらに材料に生じる多くの物理・化学的変化について洞察することができる。本講では、熱力学の第一歩として熱力学第一法則の基礎的な概念や定義を理解することを目的とする。 |
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| 授業計画 |
第２週から第６週までは教科書中第１章「気体の性質」、第７週から第１０週までは第２章「第一法則：概念」、第１１週から第１４週までは第３章「第一法則：方法論」に沿って講義を進める。
第１週 はじめに：熱力学とはどんな学問か
第２週 完全気体：（１）圧力の定義、熱平衡の概念
第３週 （２）完全気体の法則、モル分率と分圧
第４週 実在気体：（１）分子間相互作用
第５週 （２）ファンデルワールスの状態方程式
第６週 （３）臨界状態、ファンデルワールス等温線
第７週 第一法則の基本概念：仕事、熱、内部エネルギーの概念
第８週 仕事と熱：不可逆・可逆過程、エンタルピー
第９週 熱化学： （１）標準エンタルピー変化
第１０週 （２）Hessの法則、Born-Haberのサイクル
第１１週 エンタルピーの温度依存性：定容比熱と定圧比熱、kirchhoffの法則
第１２週 状態関数：（１）状態関数の概念
第１３週 （２）ジュールトムソン効果、定容比熱と定圧比熱の関係
第１４週 断熱膨張の仕事：不可逆・可逆断熱膨張
第１５週 まとめおよび第二法則の紹介 |
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| 教科書及び教材 |
教科書：P.W.Atkins著 千原秀昭・中村亘男訳
「アトキンス 物理化学 上（第６版）」（東京化学同人）
（第１章〜第３章） |
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| 参考書 |
(1)P.W.Atkins著 千原秀昭・中村亘男訳
「アトキンス 物理化学要論（第３版）」（東京化学同人）
(2)G.M.Barrow著 大門 寛、堂免一成訳
「バーロー物理化学（上）（第６版）」（東京化学同人） |
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| 成績評価方法 |
毎回、演習を課して理解度を評価しながら講義を進める。また、成績は毎回の演習（２０％）と定期試験（８０％）から評価する。
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| 履修条件等 |
| 「熱力学演習」において高校で習得した数学の復習と熱力学で頻繁に使用されている偏導関数を理解しておく。 |
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| 教員からのメッセージ |
| 積み重なりの学問であり、高校において習得してきた物理と化学が基礎になっている。最近のトピックスに触れながら平易な講義に努める。理解不足の場合は質問してほしい。 |
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| その他 |
| 「熱力学演習」と一組になっているが、成績の評価はそれぞれ独立している。教科書は複数科目で使用する。 |
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