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授業概要
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化学熱力学はアボガドロ数のような膨大な数の原子・分子の集団である巨視的な物質の状態や性質、変化などを、熱力学第１法則（エネルギー保存則）と第２法則（エントロピー増大の原理）に基づいて、内部エネルギー、エンタルピー、エントロピー、自由エネルギーなどの熱力学量を用いて理解する学問です。この講義では、まず、熱と仕事と内部エネルギーの関係（熱力学第１法則）を学び、状態の変化や反応を定量的に取り扱う手法を学びます。次に、系の自発的な変化の方向を規定する熱力学第２法則よりエントロピーという新たな熱力学量を導入します。さらに、温度および圧力一定の条件において系の自発的変化の方向を規定するギブズエネルギーを導入し、化学反応や状態の変化における平衡の条件を学び、化学平衡や物質の三態間の相平衡をギブズエネルギーの観点から理解します。
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This course will cover some fundamental topics in chemical thermodynamics such as the first and second law of thermodynamics, free energy, chemical potential, chemical equilibrium, and phase equilibrium. This course encourages students to use their principles to feel and understand natural phenomena from the viewpoint of chemical thermodynamics.
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キーワード
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熱力学第１・第２法則、内部エネルギー、エンタルピー、エントロピー、化学平衡、相平衡、ギブズエネルギー
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授業形態
（項目）
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授業形態
（内容）
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授業担当教員による解説（スライド）を主体とした形態であり、時折、学生との問答や小テスト等により内容の理解を深めていきます。
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使用する教材等
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講義のテキストとして基幹教育シリーズの「基礎化学熱力学」を使用します。
「スライド資料」
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履修条件等
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特に設けないが、高校において物理未履修の者は「身の回りの物理学」、「基幹物理学ＩＡ」を履修しておくことを推奨する。
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履修に必要な知識・能力
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高校化学において履修した物質の三態、理想気体と実在気体、化学反応と熱、化学平衡などに関する知識。
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到達目標
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No
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観点
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詳細
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1.
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A：知識・理解
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・化学熱力学の基本法則や基本概念を理解する。
・巨視的な物質が示す現象を定量的に理解・説明できるようになるための方法論を取得する。
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2.
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B：専門的技能
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熱力学の基礎知識
熱力学の第一法則
熱力学の第二法則
エントロピーとエンタルピーの理解
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3.
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C：汎用的技能
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日常の科学現象を熱力学の学問を通して理解できるようになる。
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4.
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D：態度・志向性
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・予復習を通して理解を深める。
・定期的に課せられるレポートを確実にこなす。
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授業計画
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No
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進度・内容・行動目標
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講義
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演習・その他
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授業時間外学習
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1.
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はじめに（導入）
テキストに従い、以下の項目を12回に分けて解説を行います。
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◯
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Skype for Businessを利用したネット講義
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レポート（章末問題）または小テスト
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2.
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気体の法則
理想気体と実在気体
ファンデルワールス状態方程式
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◯
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Skype for Businessを利用したネット講義
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レポート（章末問題）または小テスト
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3.
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熱力学第１法則とは
熱と仕事と内部エネルギー
仕事の表現
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◯
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Skype for Businessを利用したネット講義
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レポート（章末問題）または小テスト
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4.
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熱とエンタルピー、
熱容量
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◯
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Skype for Businessを利用したネット講義
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レポート（章末問題）または小テスト
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5.
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断熱可逆膨張
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◯
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Skype for Businessを利用したネット講義
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レポート（章末問題）または小テスト
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6.
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熱力学第２法則
自発変化
エントロピー
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◯
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Skype for Businessを利用したネット講義
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レポート（章末問題）または小テスト
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7.
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中間試験
３分の２の出席が参加の条件です。
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Skype for Businessを利用した中間試験を行います
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8.
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エントロピーと蒸気機関車の最大効率
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◯
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Skype for Businessを利用したネット講義
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レポート（章末問題）または小テスト
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9.
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カルノーサイクル
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◯
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Skype for Businessを利用したネット講義
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レポート（章末問題）または小テスト
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10.
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定自由エネルギー
定温・定圧変化と定温・定積変化、
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◯
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Skype for Businessを利用したネット講義
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レポート（章末問題）または小テスト
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11.
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熱力学ポテンシャルと独立変数、
ギブズエネルギー
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◯
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Skype for Businessを利用したネット講義
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レポート（章末問題）または小テスト
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12.
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純物質の状態と相平衡
物質の三態と相転移の熱力学
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◯
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Skype for Businessを利用したネット講義
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レポート（章末問題）または小テスト
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13.
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期末試験
３分の２の出席が受験資格ですので、注意してください。
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Skype for Businessを利用したネット最終試験
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14.
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予備日
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授業以外での学習にあたって
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予習・復習をきちんとすること。各章毎に課せられる章末問題のレポートや小テストにより理解度を深めてほしい。以下に挙げた書籍を参考にすることでより一層、理解を深めて欲しい。
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テキスト
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基幹教育シリーズ 化学「基礎化学熱力学」、山中・瀧上・松原・荒殿共著（学術図書出版社）
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参考書
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アトキンス 上、東京化学同人を参考書として利用します。
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授業資料
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成績評価
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評価方法・観点
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観点No.1
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観点No.2
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観点No.3
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観点No.4
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観点No.5
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観点No.6
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観点No.7
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観点No.8
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備考（欠格条件・割合）
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◎
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50％程度
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◎
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30％程度
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◯
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◯
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10％程度
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◎
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10％程度欠格条件
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成績評価基準に関わる補足事項
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各章毎に課せられるレポートおよび小テストでは、その章の重要なキーワードや概念とそれらの理解度を測るものであり、期末テストでは、この講義全体を通して熱力学の基礎が体系的に理解できているかを測る。また、出席は期末試験を受ける要件に用いる（欠格条件）。
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ルーブリック
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学習相談
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講義内容に関する質問等は、基本的に講義中あるいは講義後の空き時間に対応します。
後藤への急ぎの連絡は
goto.masahiro.651(アットマーク）m.kyushu-u.ac.jp
へお願いします。
アットマークは@に変換してください。
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添付ファイル
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授業担当者の実務経験有無
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授業担当者の実務経験内容
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その他
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出席を毎回取ります。正当な理由なしに出席状況が悪い学生には定期試験の受験を認めないことがあります。
定期試験の受験資格は、３分の２以上の出席です。
定期試験等において単位を取得できなかった場合は、学習到達度再調査は行いません。
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更新日付
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2020-06-30 18:17:22.54
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