後期 金曜日 １講時. 単位数/Credit(s): 2. 担当教員/Instructor : 叶 深. 学期/Semester: 後期. 開講年度/Year: 2024. 科目ナンバリング/Course code/number: SCH-PCH221J. 使用言語/Language Used in Course: 日本語.
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理学部・化学科・有機物理化学研究室
統計熱力学
Statistical Thermodynamics
化学熱力学を復習するとともに，化学熱力学において導入されたエネルギーやエントロピー，自由エネルギーなどの概念を，物質を構成する分子の性質に基づいて理解することを目標とする．さらに，相平衡や化学平衡の概念を統計力学の視点から理解する．より具体的には，多粒子系を構成する原子，分子の並進，回転，振動や電子状態の自由度に付随する分配関数から，エンタルピー、自由エネルギーなどの巨視的な熱力学量や，平衡定数が構築されることを学習する．
General concepts and principles of the statistical thermodynamics will be briefly introduced in the lecture, based on a review for the classic chemical thermodynamics.
多数の粒子からなる物質の統計的（巨視的）な振る舞いが，それを構成する原子・分子の微視的な性質から如何にして記述されるかを学習する．エントロピーや自由エネルギーなどの重要な熱力学関数を分子分配関数から構築する方法を学ぶ．
We will learn how to describe macroscopic behaviors of matters by the microscopic features of atoms and molecules. We will also learn to calculate the important thermodynamics functions of entropy and free energy by molecular partition function.
マッカーリー・サイモンの「物理化学」下巻 第17章-26章を教材として，古典的熱力学を復習するとともに，分子論を基盤とする統計熱力学の基礎を講義する．必要に応じて数学章 H, I, J についても解説する．分子間力の起源を理解し，粒子の統計集団，分配関数，ボルツマン因子などの概念について講義する．熱力学の基本的な諸法則のミクロスコピックな見方について適宜解説する．物質の相平衡や化学平衡を化学ポテンシャル（自由エネルギー）の概念を用いて解説する．
The lecture is based on the Chapter 17~26 and mathematics chapter H~J Physical Chemistry by D. A. McQuarrie and J. D. Simon. The lecture will be given in around 15 times including a final examination.
期末試験．出席状況やレポート課題の提出も考慮する．
The course will be evaluated by based on the a semester test, lecture attendance and submission of the report topics.
教科書：マッカーリ・サイモン「物理化学」下 17-26章 (東京化学同人)，寺嶋・馬場・松本の「現代物理化学」，アトキンスの「物理化学」上・下とその他の「物理化学」、「統計熱力学」に関する書籍
教科書や参考書の事前・事後学習．講義資料の復習，レポート課題の練習．
Learning the textbook and reference books, reviewing the lecture PPT and practicing the report topics.
オフィスアワー（講義中に案内）もあるので，授業中にご不明な点について質問してください．