2005 年度応用物性論シラバス

【 2005 年度授業概要】
学習・教育目標			工学系複合プログラム	ＪＡＢＥＥ基準１（１）
科　　　目			応用物性論 ( Applied Physical Property )
担当教員			久保田博信
対象学年等			応用化学科・5年・後期・選択・1単位
学習・教育目標			A4-3(100%)	(d)1,(d)2-a,(d)2-d,(g)
授業の概要と方針			工学的に重要な実在流体に焦点を絞り，その純物質ならびに混合物の熱力学的取り扱い方，基礎物性の高圧力下における挙動や推参法等，企業の現場で必要とされる事柄について講述する．理解を深めるために自作の資料を用い，演習等を頻繁に行う．
到達目標		1	【A4-3】　理想気体と実在気体の違いを理解し、実在気体の挙動は理想気体の法則をどのようにして修正して求められるかを習得する。
		2	【A4-3】　希薄溶液の溶質および溶媒の性質を理解し、混合物中の各成分に熱力学的性質をどのように割り振るかを習得する。
		3	【A4-3】　実際に工場等の現場で働く場合にしばしば必要となる流体物性について、その理論的および経験的予知法の基礎を習得する。
		4	【A4-3】　工場の現場で多用されている高圧プロセスを取り扱う場合に必要な、高圧力下の流体物性に対する基礎知識を習得する。
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評価方法と基準	到達目標毎	1	実在気体のP-V-T関係を求めることができるかを演習および期末試験で評価する。
		2	溶液の部分モル量、溶媒と溶質の自由エネルギーおよび束一的性質が理解できているかを、演習および期末試験で評価する。
		3	簡単な純物質および混合物の臨界点、蒸気圧、圧縮係数、蒸気圧、蒸発潜熱、熱容量および粘性率を算出することができるかを、演習および期末試験で評価する。
		4	流体圧力の特徴や圧力効果の考え方について、質疑応答の形式で各人の理解度を評価する。
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	総合評価		評価は試験成績70%，受講態度等の学習成績20%，授業中の演習10%の割合で総合評価する．
テキスト			プリント
参考書			ａ．バーロー物理化学第６版（東京化学同人）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｂ．粘度と熱伝導率（培風館）
関連科目
履修上の注意事項			講義中に疑問を感じた場合には直ちに質問すること．

【授業計画（応用物性論）】
週	上段：テーマ／下段：内容（目標、準備など）
1	実在気体のPVT関係
1	実在気体のPVT関係は理想気体の状態方程式を経験的に修正して記述されることを理解させる。
2	臨界点と対応状態の原理
2	臨界点の意味と、この臨界点が気体の非理想性を取り扱うときの便利な参照点であることを理解させる。
3	実在気体の状態方程式
3	van der Waals 状態方程式を例にとり、その数学的表現の基礎となる排除体積や分子間相互作用について理解させる。
4	理想気体混合物の熱力学
4	理想混合物はどのような式で生成自由エネルギーが与えられるかを理解し、理想混合物では混合による体積変化、エンタルピー変化およびエントロピー変化について考える。
5	混合物の成分の熱力学
5	混合物中のある成分の体積、エンタルピー、エントロピーあるいは自由エネルギーは何を意味するのであろうか。この問題に答えるために、測定できる溶体の熱力学的性質を各成分にどのように帰属するかを理解させる。
6	溶液およびその成分の自由エネルギー
6	液体混合物の成分の自由エネルギーは、その蒸気圧から導くことができることを理解しさせる。
7	溶媒と溶質
7	溶媒と溶質の化学ポテンシャルを表すために、Raoultの法則およびHenryの法則を理解させる。
8	演習
8	これまでに学習したことの理解を深めるため、適当な演習問題を解かせ、解答する。
9	流体物性推算法概論
9	物性データ予知の基礎となる分子間性質と分子内性質を理解し、それに基づく化学構造による加成性や対応状態の原理などの手法についての知識を深める。　OHPを使用する。
10	臨界定数
10	臨界定数は対応状態の原理を用いる際の基礎となるデータであり、種々の予知法が考案されているが、ここではそのうちの代表的な予知法について解説する。　OHPを使用する。
11	気体および液体のPVT関係
11	一般化圧縮係数線図の使用法に習熟するとともに飽和液密度の推参に必要な手法をOHPを使用して解説する。　OHPを使用する。
12	蒸気圧
12	Clausius-Clapeyronの式に基づいて作成された推算式を理解するとともに、種々の線図の利用法を習得させる。　OHPを使用する。
13	演習
13	これまでに学習したことの理解を深めるため、適当な演習問題を解かせ、解答する。
14	蒸発潜熱
14	蒸発潜熱と蒸気圧との関係はClapeyronの式で与えられるが、この式を厳密に使用するに足るデータが揃っている物質は少なく、種々の手法を用いての蒸発潜熱の推算法を解説する。　OHPを使用する。
15	熱容量
15	気体、液体ならびに混合気体の熱容量を得るためのグループ寄与法や対応状態の原理に基づく種々の推算法について解説する。　OHPを使用する。
備考	・期末試験を実施する。