前期 木曜日 ３講時 川北キャンパスＢ１０２. 単位数/Credit(s): 2. 担当教員(所属)/Instructor (Position): 高橋 英明 所属：理学研究科. 対象学部/Object: 工（1～5組）①. 開講期/Term: ３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 熱力学第一法則と気体の体積変化による仕事
第2回 気体の熱容量とエネルギー収支
第3回 気体の等温/断熱変化とカルノーサイクル
第4回 熱力学第二/第三法則とエントロピー
第5回 自由エネルギーと化学ポテンシャル
第6回 単一成分系の相平衡
第7回 多成分系の相平衡(1)
第8回 多成分系の相平衡(2)
第9回 自由エネルギーと化学平衡
第10回 標準生成自由エネルギーと平衡の移動
第11回 電解質溶液
第12回 電池
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: The first law of thermodynamics and work by gas volume changes
2nd: Heat capacity and energy balances
3rd: Isothermal and adiabatic changes of gases in Carnot cycle
4th: Entropy in the second/third law of thermodynamics
5th: Free energy and chemical potentials
6th: Phase equilibrium for a single component
7th: Phase equilibrium for multi-components (1)
8th: Phase equilibrium for multi-components (2)
9th: Free energy and chemical equilibrium
10th: Standard formation free energy and equilibrium shift
11th: Electrolyte solutions
12th: Battery
13th: Definition of reaction rates and their concentration dependence
14th: Dependence of reaction rates on reaction temperature
15th: Summary and final examination
期末試験に基づいて評価する。
Evaluation is based on the final examination.
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