【授業の目的】
平衡状態における巨視的な高分子の構造や物性を決定するのは熱力学である。しかし、熱力学は高分子物質にとどまらずあらゆる物質の状態を支配するので、ここでは一般的な熱力学を学習する。
高分子化学はもちろん、一見複雑に見える生体高分子の機能も含めてマクロな自然現象のすべてを律している最も基礎的な原理の一つが物理化学である。従って、将来どのような分野で活躍するにしても、最低限この科目を理解しておかなければならず、高分子科学の研究を行う際の必要不可欠な基礎知識となる。本講義では、熱力学の基本法則、相転移、混合物の性質、反応速度論について講義する。
【授業の到達目標】
(1)エンタルピーとエントロピーを理解し、ギブズエネルギーを説明できる。【知識・理解】
(2) 純物質の相平衡についてギブズエネルギーを用いて説明できる。【知識・理解】
(3) 混合物の性質についてギブズエネルギーを用いて説明できる。【知識・理解】
(4)化学平衡についてギブズエネルギーを用いて説明できる。【知識・理解】
(5) 簡単な反応速度論を説明できる。【知識・理解】
【授業概要（キーワード）】
気体分子運動論、熱力学、エンタルピー、エントロピー、自由エネルギー、混合物、化学ポテンシャル、相平衡、化学平衡、反応速度論
【科目の位置付け】
関連する科目：基礎物理化学、物理化学演習I、物理化学II、熱・統計力学
【SDGs（持続可能な開発目標）】
07.エネルギーをみんなにそしてクリーンに
09.産業と技術革新の基盤をつくろう
12.つくる責任つかう責任
【授業計画】
・授業の方法
パワーポイントと黒板を用いて授業を行う。Webクラス上にパワーポイントの資料を載せておくので予習・復習用に使用してください。また、講義・演習ノートとして配布します。物理化学演習I（必修）と深く関係しているので必ず履修してください。
・日程
第１回：基礎物理化学の復習（１）
第２回：基礎物理化学の復習（２）
第３回：熱力学第二法則（１）
第４回：熱力学第二法則（２）
第５回：純物質の相平衡 （１）
第６回：純物質の相平衡 （２）
第７回：中間試験と解説
第８回：混合物の性質（１）
第９回：混合物の性質（２）
第１０回：混合物の性質（３）
第１１回：化学平衡の原理と応用(１)
第１２回：化学平衡の原理と応用(２)
第１３回：化学反応速度論(１)
第１４回：化学反応速度論(２)
第１５回：期末試験と解説
【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
授業前に教科書と講義プリント(Webクラスにもある)を読んで予習しておいてください。
・授業時間外学習（予習・復習）のアドバイス
教科書と配布プリントをよく読んで来てください。
必修の物理化学演習Iとセットになっているので必ず履修してください。物理化学は理解するのが難しい科目です。理解できれば、将来様々な分野で経験する問題を基本から理解するための論理を与えてくれます。ぜひ積極的に取り組んでください。何回も繰り返して復習することが肝要です。分からないことは随時質問してください。
【成績の評価】
・基準
熱力学について授業を通して得られた知識に基づいて、物質の状態あるいは状態変化について主体的に考察し、論述できることが合格の基準である。
具体的には、
1. 気体の性質、内部エネルギー、エンタルピー、エントロピーおよびギブズエネルギーを理解できるようになる。
2．純物質および混合物の性質、相平衡、化学平衡など様々な物質の変化についてギブズエネルギーを用いて説明できるようになる。
3. 化学反応を速度論的に理解できるようになる。
・方法
授業参加点 10 点
中間試験 40点
期末試験 50点
で合計60点以上を合格とする。
【テキスト・参考書】
テキスト：アトキンス物理化学要論, 第7版、P. Atkins, J.d. Paula著, 市原秀昭, 稲葉章訳, 東京化学同人, 5900円
参考書: P.W.Atkins著，千原秀昭・中村亘男訳「物理化学（上・下）」東京化学同人
参考書:W.J.Moore 著，藤代亮一訳「物理化学（上・下）」東京化学同人
参考書:近藤和生他, 物理化学 朝倉書店
【その他】
・学生へのメッセージ
物理化学は物理の基本法則を用いて、多くの化学現象を「なぜ起こるのか、なぜそうなるか」を論理的に教えてくれる基礎学問です。この知識が身につくことによって、将来技術者、研究者として研究活動を行っていく上で論理を支えてくれるものになると信じます。応用(表面だけ)よりも基礎の方がずっと深みがあり、難しいのである。
・オフィス・アワー
毎週月曜日 2号館3階 305号室 PM3:00～5:00 いつでも質問に来てください。
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