応用物理化学２

Applied Physical Chemistry 2

9972406

72CHPHC302

北村　尚斗

2023年度後期

金曜3限

創域理工学部　先端化学科

Department of Pure and Applied Chemistry, Faculty of Science and Technology

2.0単位

講義

Lecture

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対面授業/On-site class

化学熱力学は、古典熱力学と統計熱力学に大別される。この授業では、系を構成する分子等の微視的な性質と系の巨視的な性質を理論的に関係づける「統計熱力学」について勉強する。特に、統計熱力学の基礎となる気体分子の運動理論、気体分子の速度分布則、統計集団、分配関数等について学習する。

化学熱力学における基本的な体系である古典熱力学と対当する「統計熱力学」を理解する。
本学科で定めるポリシー「化学分野の基礎学力と、その上に立つ専門知識」を習得し、それをもとに「自ら課題を発見し、解決する能力」、「論理的・批判的に思考し、積極的に取り組むことのできる判断力・行動力」を培うための授業である。

気体分子の運動理論、気体分子の速度分布則、統計集団、分配関数等を説明できるようにし、これらを基本骨格とする「統計熱力学」を会得できるようにすることが目標である。

基礎学力（専門）/論理構成力・横断的思考力・課題発見力

講義に毎回出席していることを前提としているので、出席状況の確認時に不正を行わないこと。
また、以下の科目を習得しておくことが望ましい：
物理化学１、物理化学２、量子化学等。

小テストの実施　Quiz type test

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準備学習：関連文献や図書を参考にして、授業範囲を事前に把握する(1時間)
復習：各回の講義内容を復習し、授業計画に示す各回の項目について説明できる(3時間)
具体的な事項については、授業の中で指示する。

到達度評価（70%）・平常点（30%）により評価する。
平常点は、課題の解答状況に基づき評価する。

[フィードバックの方法]
課題の解答例については、その授業時間内あるいは次回の授業時に解説する。

無断欠席が一定数以上の場合は、成績評価しない場合があるので注意すること。

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

Y

化学系学生にわかりやすい 熱力学・統計熱力学，湯浅 真，北村 尚斗著，コロナ社，2017，ISBN: 978-4339066401

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１．序論
応用物理化学２の授業内容、統計力学の意義

２．気体分子運動論１
気体分子運動論、根平均二乗速度、速度分布

３．気体分子運動論２
実在気体の状態方定式、臨界点

４．気体分子運動論３
分子衝突、衝突数、平均自由行程

５．統計熱力学１
時間平均、集団平均、分子の分布、微視的な状態の数

６．気体分子運動論４
スターリングの公式、最大確率の分布

７．気体分子運動論５
Maxwellの速度分布則、確率密度関数

８．統計熱力学２
エントロピー、アンサンブル、ボルツマン分布

９．統計熱力学３
温度、カノニカル分配関数

10．統計熱力学４
熱力学パラメータとカノニカル分配関数、分子分配関数

11．統計熱力学５
量子化学と統計熱力学

12．統計熱力学６
気体分子の並進運動と統計熱力学

13．統計熱力学７
気体分子の振動運動と統計熱力学

14．総括
第2回から第13回の総括

15．到達度評価と解説

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