【授業の目的】
熱統計物理学の基礎、特にエントロピーの概念を理解し、高分子溶液・ブレンドの相平衡とゴム弾性へ応用出来るようになる。
【授業の到達目標】
1. 高分子の種々の平均分子量の意味を理解する。 2. 温度と圧力について理解する。 3. エントロピー最大の原理、自由エネルギー最小の原理を理解する。 4. 高分子溶液及びブレンドにおける相平衡を、統計力学に基づいて説明できる。 5. 高分子のゴム弾性を、エントロピーの概念を使って説明できる。
【授業概要(キーワード)】
平均分子量、分子量分布、エントロピー、ゴム弾性、高分子溶液、高分子ブレンド、相平衡
【科目の位置付け】
卒業研究で高分子関係の研究を行う場合に必ず必要となる、高分子物理の基礎事項を学ぶ。
【SDGs(持続可能な開発目標)】
09.産業と技術革新の基盤をつくろう
【授業計画】
・授業の方法
対面を基本とします。講義の情報はWebClassで周知するので、WebClassを見るようにしてください。
・日程
1 高分子とは 2 平均分子量と分子量分布 3 確率の復習 4 統計力学:等重率の原理 5 統計力学:ボルツマン因子 6 統計力学:エントロピーと温度 7 統計力学:エントロピー最大の原理 8 統計力学:自由エネルギー最小の原理 9 統計力学:圧力と化学ポテンシャル 10 統計力学:温度と運動エネルギー 11 気体・液体の相平衡の復習 12 理想気体 13 ゴム弾性 14 粘弾性のモデル 15 全体のまとめ
物理・数学の基礎事項を必要に応じて課題として復習する
【学習の方法・準備学修に必要な学修時間の目安】
・受講のあり方
疑問点はその場で質問してください。 計算式は一度は自分で紙に書いて確認して下さい。
・授業時間外学習(予習・復習)のアドバイス
十分に復習し、重要な計算は自分でもう一度行ってみること。不明な点は質問すること。 講義資料に頼らず、自分で要点をまとめたノートを作成すること。
【成績の評価】
・基準
重量平均分子量と平均分子量の概念と測定法について説明できる。エントロピー最大・自由エネルギー最小の原理と、その応用方法を理解している。微視的状態の数という概念を理解している。自由エネルギーを用いてゴム弾性を説明出来る。
・方法
WebClass で実施する試験課題、レポート課題の提出状況と内容で評価する。60点以上を合格とする。
【テキスト・参考書】
参考書: 「高分子化学 第5版」村橋俊介、小高忠男、蒲池幹治、則末尚志 編、共立出版 「高分子を学ぼう」横田健二著、化学同人 「高分子の物理」G. R. ストローブル著、深尾浩次、宮本嘉久、宮地英紀、林 久夫 共訳、シュプリンガー・フェアラーク東京 「高分子物理・相転移ダイナミクス」土井正男、小貫明著、岩波書店
【その他】
・学生へのメッセージ
ある事項を十分理解したかどうかは、友人や家族に説明出来るかどうかで確認できる(実際に説明しなくても、目の前に家族が居るつもりになって説明してみる)。
・オフィス・アワー
質問などは、オフィスアワー(金曜日 16:00~17:00)でも受け付けます。
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