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Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
水中の不純物を除去するために汎用的に用いられている技術（凝集、沈殿、砂ろ過、活性炭処理及び膜分離等）の基本的な考え方と、浄水処理槽の設計に必要な各種理論及び実際の応用例を学び、浄水処理のための基礎知識を習得することを目的とする。授業中の小テストを通じて理解度を随時確認する。
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the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
Basic concepts, theories, and applications of water treatment technologies, including coagulation, sedimentation, sand filtration, activated carbon, and membrane filtration, are introduced. Understanding of subjects is enhanced by mini-examinations during lectures.
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１．目的
化学プロセスにおける分離を目的とする単位操作の中で、平衡論に加えて物質移動速度が関与する操作について、その現象の理解と、操作設計のための知識修得を目標とする。
２．概要
吸収、機械的分離、膜分離、攪拌について化学工学熱力学、物質収支、エネルギー収支の概念、導出法を講義するとともに、その例題を示して理解を深める。
３．達成目標等
この授業では、主に以下のような能力を修得することを目標とする。
・吸収、機械的分離、膜分離、攪拌操作の原理を理解し、説明することができる。
・上記操作について、相平衡と物質移動を加味したモデルを作り、その基礎式が導出できる。
・モデルを解き、操作の最適化ができる。
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1. Objective
In chemical processes, mass transfer in unit operations is fundmental to separation methods in addition to equilibrium theory. The objective of this course is to provide students with an understanding of the mass transfer that occurs in unit operations such as gas absorption. Other unit operations are considered including agitation, solid-liquid separations and membranes. This course supplements student skills obtained in Separations I (distillation).
2. Overview
Absorption, mechanical separation, membrane separation, chemical engineering thermodynamics for agitation, mass balance, the concept of energy balance, as well as lecture for derivation of key equations by example.
3. Goals
In this course, the goal is to educate students in a core of principles so that they can develop necessary fundamental skills needed to design or assess absorption, mechanical and membrane separation methods and to understand basic principles of designing vessels for agitation.
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１．目的
化学工学に関連する講義で得られた知識をもとに、化学装置とプロセスの設計・運転に必要な事項を習得する。
２．概要
流動・伝熱・移動現象・相平衡・反応工学・プロセス制御・プロセス設計と、蒸留・熱交換・抽出・吸着・吸収・反応・乾燥・分離・撹拌について具体的な例を用いて基礎的な演習を行う。
３．達成目標等
この演習では、主に以下のような能力を習得することを目標とする。
・化学工学の基礎的なモデル化手法を理解し、モデル化と定量的な解析ができる。
・各種の化学装置とプロセスについて理解し、それぞれの基礎的な設計ができる。
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1. Objective
Students learn topics required for design and operation of chemical equipment and processes based on the knowledge obtained from the lectures related to chemical engineering.
2. Outline
Students do fundamental practices for fluid flow, heat transfer, transport phenomena, phase change, reaction engineering, and process control and design as well as distillation, heat exchanger, extraction, absorption, reaction, drying, separation and stirring by using the specific examples.
3. Goal
The goal of this practice is to mainly acquire the following skills:
- To understand the fundamental modeling methodology of chemical engineering and to perform modeling and quantitative analysis.
- To understand the various chemical equipment and processes and to do their basic design.
Google Classroomのクラスコード：2qof6ra
１．目的：水環境の保全に関する水質工学の役割を理解させることを目的とする．
２．概要：河川，湖沼，海域などの水環境の保全は，人間社会の持続的な発展に必要不可欠であると共に，そこに存在する生態系の保全にとっても重要な課題である．本科目では地球環境、水域の富栄養化、安全な水の確保などを解析するのに不可欠である水質指標、リスク解析、浄化システムの基礎を学ぶ．
３．達成目標等：水環境の保全に必要な水質工学の知識を理解させることが本授業科目の目標である．
授業形式は，対面で実施できる場合は対面で行うが，オンライン授業を実施する場合もある。
授業形式やオンライン授業の接続先URLはGoogle Classroomで通知する。
1. Objective: understand the roles of water engineering for conservation of water environment.
2. Outline: the conservation of water environments such as river, lake, and sea is of importance for sustainable development of human society as well as ecosystems. In this class, the basic components for water quality indicaters, risk analysis, water purification system will be lectured.
3. Goal: understand and aquire the knowledge for water engineering essential for water environment conservation.
Details are announced at Google Classroom.
Google Classroom class code：2qof6ra
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１．目的
化学プロセスにおける分離に関する単位操作の原理を理解し、さらにそれらの操作を設計・操作するための基礎知識を学ぶ。
２．概要
相平衡、物質・エネルギー収支を具体的な例題に適用し、蒸留、抽出、晶析の設計及び操作の原理と手法を学ぶ。
３．達成目標等
・分離の基礎となる相図について理解し、必要な情報を獲得することができる。
・蒸留、抽出、晶析操作の基本原理を理解し、説明することができる。
・これらの単位操作に関し、回分、連続操作のモデルを作り、その基礎式を導出できる。
・設計あるいは操作条件を与え、モデルを解き、装置、プロセスの基本設計、最適化ができる。
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1. The objectives of this course are to understand the fundamental principles of separation operations in chemical plants and to study the related fundamental knowledge for designing the operations.
2. The students will learn the fundamental principles and methodologies for process designing on distillation, extraction and crystallization through the practice of applying phase equilibrium and mass/energy balance to typical examples on the above three processes.
3. The achievement goals of this course are to obtain the following capabilities;
To understand the phase diagram relating to Vapor-Liquid Equilibrium, Liquid-Liquid Equilibrium and Solid-Liquid Equilibrium,
To understand the fundamental principles of distillation, extraction and crystallization,
To derive the governing equations for modelling the distillation, extraction and crystallization,
To optimize the process design and operation by solving the models on the distillation, extraction and crystallization,
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https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-g.html
（大学院シラバス・時間割・履修登録）にて確認すること。
優れた機能を有する製品を製造するためには，装置やプロセスの中で起こる現象（輸送現象といったマクロスケールの現象だけでなく，製品の物性や機能に関わるナノ・メゾスケールの現象）を十分理解し，製品の物性や機能を制御するためのプロセスの設計・制御の方法論を確立する必要がある。本講義では，化学工業プロセスをはじめ多くのプロセスが多相系であることを考慮し，表面張力や濡れなどの界面現象，界面を介しての輸送現象，異相界面が関わるナノ・メゾスケールの現象の基礎を説明するとともに，多相系プロセスの設計・制御において不可欠な現象のモデル化及び数値解析手法について講義する。
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https://www.eng.tohoku.ac.jp/english/academics/master.html (under "Timetable & Course Description")
To produce materials with various functions and high quality, it is important to acquire a correct knowledge of both macroscopic and microscopic phenomena in materials processing which determine the properties and functions of materials, and then to establish the procedure or guideline of process design and control being based on the knowledge. Since many chemical processes involve the multiphase system such as liquid/gas or liquid/liquid phases, in this lecture, interfacial phenomena such as surface tension and wetting, transport phenomena through the interface and meso-microscopic phenomena at the interface between two phases are introduced. The mathematical modeling and numerical simulation of multiphase processes are also presented.
（1）超臨界流体の基礎物性、特異機能ならびに超臨界流体による物質分離とプロセス制御、それらを利用する環境と調和した有機合成や無機合成の反応への応用。
（2）イオン液体の溶媒としての基礎物性や特性、それを用いた特徴的な物質変換や分離技術、ガス分離プロセスへの応用。
（3）生体の分子認識機能を付与した分離・センシング材料の開発。
以上について最近の研究例を交えながら、分かりやすく解説する。これにより超臨界流体の分離・反応プロセスの基礎原理、イオン液体の溶媒機能および生体機能を利用した最新の研究動向を理解する。
(1) Fundamentals of supercritical fluids and their correlation with basic physical properties and functions of supercritical fluids for i) separation processes, ii) organic reactions and syntheses, iii) inorganic syntheses strategies considering the environmental impacts.
(2) Basic physical properties and functions of ionic liquids related to material transformations, separation technologies especially for the gas separation.
(3) Basic concept of biosensor considering enzymes displaying sensing properties to develop sensing materials and engineered to specific separation.
This course provides an in-depth studies about the topics in separation chemistry. Topics to be discussed include the recent development and related research, especially with brief understanding of the fundamentals of separation and reaction processes in supercritical fluids, solvent functions of ionic liquids and enzyme catalysis.
非常に複雑で謎に満ちた生命を物理で理解する為に必要な知識を習得する。
本講義は前半の10回を今井が後半５回を佐久間が担当する。
前半の今井担当分では、生命系が持っている特徴について説明した後、生命系を理解するための熱・統計力学的および物性物理学的なアプローチを示す。こららの講義から、生命を特徴づける機能の物理的機構について、それら分子が統合されたシステムとして細胞を形作るメカニズムについて理解することを目的とする。
後半の佐久間担当分では、生命を成り立たせている物質に関する基礎的知識を学ぶ。
特に生体膜が示すの様々な現象から、その物理的な描像を得る。
In this course students will learn how to understand the cellular life from physics point of view.
Professor Imai will be in charge of the first 10 classes and Associate Professor Sakuma will be in charge of the latter 5 classes.
Prof. Imai will explain a overview of the cellular life, focusing on Information polymers (DNA and RNA), Proteins, Membranes and energy metabolism. Then essence of the cellular life, robust chemical reaction network, is demonstrated based on statistical physics and nonlinear dynamics. From these classes students will realize the pleasure of understanding the cellular life from physics point of view.
The theme of the lecture in the 4 lectures towards the last is the cell membrane. Here, how the cell membrane is constructed and the function will be described. More specifically, the lecture will start from the structure and function of cell membranes. It will then describe how to describe the deformation of membrane based on membrane elasticity model. This is followed by reproductions of cell deformations using model cell membranes, i.e., phospholipid vesicles. Next target is dynamics of the cell membrane, i.e., fluidity. Assoc. Prof. Sakuma will describe how the fluidity of cell membrane is estimated experimentally, which is a key issue to understand functions of cell membranes.
１．目的：地盤や土構造物を構成する土の成因と工学的性質およびその力学挙動について学ぶ．
２．概要：土の起源や成因，自然環境としての地盤に係わる諸現象について講義する．また，構造物基礎を支持する地盤としての工学的性質や土構造物の材料としての特性や適性を調べる方法，その適用方法を講義する．
３．達成目標等：土の起源や成因，自然環境としての地盤に係わる諸現象を理解する．地盤を構成する材料である土や岩石の種類と工学的性質およびその力学挙動を理解する．
・土の成因を理解し，土の多様性を認識する．
・土の基本的性質を表す方法を理解し，土を分類し，その工学的性質を評価できる．
・土に作用する応力状態を理解し，鉛直応力を計算できる．
・土中を流れる水の挙動を予測できる．
・圧密現象を理解し，地盤の最終沈下量および沈下経過を予測できる．
1. Purpose: Learn how soil deposits are formed, basic engineering characteristics of soils and mechanical behavior of soils;
2. Outline: Lecture the origin and formation of soils, and various phenomenon regarding ground as a natural environment;
Furthermore, lecture the evaluation methods of engineering properties of ground such as the bearing capacity as foundation of structures, material properties as fill material and so on;
3. Achievement outcomes: Understand origin of soils, how soil deposits are formed and various phenomenon regarding ground as a natural environment.
Understand origin of soils and recognition of variation of soils;
Describe and classify soils based on their basic physical characteristics;
Understand stress distribution of the ground and calculate vertical stress;
Predict behavior of underground water;
Understand consolidation phenomena and predict the final settlement and the process;
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学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
本講義ではGoogle Classroomを使用して講義情報を発信します（クラスコード： nwihw6n）。
１．目的
先進核分裂炉、核融合炉、粒子加速器などの量子エネルギーシステムにおける熱設計の基礎となる伝熱学・流体力学およびそれらの応用としての数値解析手法を学ぶことを目的とする。
２．概要
伝熱学については、伝熱の基本形態である伝導・対流について、物理現象の定式化と解法を交えて学ぶ。流体力学については、理想流体の複素解析、粘性流体の運動・境界層について学ぶ。また、両者に共通する次元解析および現象を支配する無次元数について学ぶ。また、テンソル解析の基礎を理解し、粘性による応力とひずみ速度の関係を学び、ナビアストークスの式を導出する。
３．到達目標
伝熱学の基礎を理解すること、および支配方程式の導出過程・取扱いを習熟すること
流体力学の基礎方程式の数理的な取扱いを習熟し、粘性流体の流動現象の特徴とその数学的な記述を理解すること
次元解析による無次元相関式の導出法を理解すること
テンソル解析の基礎を理解し、ナビアストークスの方程式の各項の意味を理解すること
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
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In this class, lecture information will be sent via Google Classroom (class code: nwihw6n).
1. Objectives
The purpose of this class is to provide students with an understanding of heat transfer science and fluid dynamics, which are the basis of the design of thermal engineering system such as advanced nuclear fission reactors, nuclear fusion reactors and particle accelerators, and of numerical analysis method as their applications.
2. Outline
In this class, students will learn how to formulate and solve the physical phenomena of heat conduction, convection, which are the basic mechanism of heat transfer, as regards heat transfer science. Regarding fluid mechanics, students will learn complex analysis of ideal fluid and motion of viscous fluid including boundary layer, as well as dimensionless numbers that govern the phenomena. In addition, students will understand the basics of tensor analysis, learn the relationship between viscous stress and strain rate, and derive the Navier-Stokes equation.
3. Goal
To understand the fundamentals of heat transfer and to acquire the academic skills to derive and handle the governing equations.
To understand mathematical aspects of basic equations in fluid mechanics, and characteristic features and mathematical expressions of viscous fluid motions.
To understand the way to derive relationships among dimensionless numbers through the dimension analysis
To understand the basics of tensor analysis and understand the meaning of each term in the Navier-Stokes equation.