後期 水曜日 ３講時 川北キャンパスＣ２０１. 単位数/Credit(s): 2. 担当教員(所属)/Instructor (Position): 柴田 穣 所属：理学研究科. 対象学部/Object: 工（6～10組）. 開講期/Term: ２セメスター. 科目群/Categories: 全学教育科目学術基礎科目-基礎化学. 履修年度: 2024. 科目ナンバリング/Course Numbering: ZDC-CHE102J. 使用言語/Language Used in Course: 日本語.
各学部の履修内規または学生便覧を参照。
化学熱力学入門
Introduction to chemical thermodynamics
化学熱力学および平衡の基礎的な概念と考え方を学び，異なる相が共存する場合や反応をともなう場合の物理化学現象の取り扱い方を学習する。
The students learn the basic concepts of chemical thermodynamics and equilibrium, and how to unserstand physicochemical phenomena relating different phases with or without reactions.
無数の分子が集団となることで発現する物質の性質、すなわちマクロの化学を理解するため化学熱力学の基本概念を学ぶ。仕事、熱、およびエネルギーの関係を学び、熱力学の基本項目であるエントロピー・エンタルピー・自由エネルギーなどの概念を理解し使いこなせるようになることを目指す。相平衡・化学平衡、電解質溶液・電池、反応速度の考え方を身に付け、身近な対象に応用できるようになることを目指す。
Learning the basic concepts of chemical thermodynamics to understand the physicochemical properties that come from the innumerable number of molecules as a group, that is, the macro chemistry. The goals are to learn the relationship between work, heat and energy, and to understand the concepts of essential thermodynamic quantities such as entropy, enthalpy and free energy. As a result, the students will acquire the way of thinking about the phase equilibrium and chemical equilibrium and become able to apply it to various objects and phenomena in our daily life.
第1回 熱の科学が発展した歴史的背景と熱力学第一法則
第2回 気体の熱容量、内部エネルギーとエンタルピー
第3回 気体の等温/断熱変化で構成されるカルノーサイクル
第4回 熱力学第二法則とエントロピー
第5回 熱力学第第三法則と自由エネルギー
第6回 物質量が変化する場合への拡張...化学ポテンシャル
第7回 単一成分系の相平衡
第8回 クラウジウス-クラペイロンの式
第9回 多成分系の相平衡、ラウール則とヘンリー則
第10回 ギブズエネルギーと化学平衡、標準生成ギブズエネルギー
第11回 平衡の移動、電解質溶液におけるイオンの移動
第12回 電池の反応
第13回 反応速度の定義と濃度依存性
第14回 反応速度の温度依存性
第15回 まとめと期末試験
1st: Historical background of science of heat and the first law of thermodynamics
2nd: Heat capacity of gas, internal energy and enthalpy
3rd: Carnot cycle composed of isothermal and adiabatic changes of gas
4th: Entropy and the second law of thermodynamics
5th: The third law of thermodynamics and free energy
6th: Expansion of thermodynamics to systems with varying amount of substance, chemical potential
7th: Phase equilibrium for a single component system
8th: Clausius-Clapeyron equation
9th: Phase equilibrium for multi-components system, Raoult's law and Henry's law
10th: Gibbs energy and chemical equilibrium, standard Gibbs energy of formation
11th: Equilibrium shift, mobility of ions in electrolyte solutions
12th: Reactions in battery
13th: Definition of reaction rates and their concentration dependence
14th: Dependence of reaction rates on reaction temperature
15th: Summary and final examination
期末試験（７０％）とレポート･出席状況などの平常点（３０％）に基づいて評価する。
Evaluation is based on the final examination (70%) and continuous assessment of homework assignments and class attendance (30%).
授業の前に教科書を読んで予習すること。
授業後に理解を深めるためにノートにより学習内容を整理し、演習問題を解くこと。
Read the textbook and prepare for class.
To deepen understanding after each class,review and summarize the content of learning looking back at the notes and solve the exercises and problems in the textbook etc..
不要