科 目 | 化学工学熱力学 ( Chemical Engineering Thermodynamics ) | |||
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担当教員 | 牧野 貴至 講師 | |||
対象学年等 | 応用化学専攻・1年・後期・選択・2単位 | |||
学習・ 教育目標 |
A4-4(100%) | |||
JABEE 基準1(1) |
(d)1,(d)2-a,(d)2-d,(g) | |||
授業の概要 と方針 |
熱力学のうち化学技術者に必要な分野(プロセスにおいて必要な熱・仕事,動力サイクルから得られる仕事,化学反応や物質移動に対する平衡)について学ぶ.各テーマについて演習を行って熱力学計算への理解を深めるため,演習のウェイトを重くする. | |||
到 達 目 標 |
1 | 【A4-4】 化学反応,相転移,溶解に伴う熱効果について理解し,計算を行えること. | 2 | 【A4-4】 理想気体,実在気体について圧力-容積-温度関係を理解し,計算を行えること. | 3 | 【A4-4】 熱サイクルに関する熱力学的諸性質を理解し,知識に基づいて計算を行えること. | 4 | 【A4-4】 相平衡について理解し,必要な計算を行えること. | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
評 価 方 法 と 基 準 |
到 達 目 標 毎 |
1 | 化学反応を伴う,伴わないに関わらず,熱エネルギーの収支を計算できるかを演習と中間試験で評価する. | |
2 | 理想気体と実在気体の違いを理解し,相応しい式を用いて圧力-容積-温度関係を記述できるか,演習と中間試験で評価する. | |||
3 | 複数の熱サイクルについて理解し,サイクルに応じた条件で諸性質を計算できるか,演習と定期試験で評価する. | |||
4 | 様々な相平衡について理解し,平衡状態を記述する値を計算できるか,演習と定期試験で評価する. | |||
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総 合 評 価 |
成績は,試験70% レポート30% として評価する.試験は中間35 %,定期35 %の配分とする.100点満点で60点以上を合格とする. | |||
テキスト | 「化学工学熱力学」:大竹伝雄(丸善) |
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参考書 | 「物理化学(上)」:アトキンス(東京化学同人) 「ベーシック 化学工学」:橋本健治(化学同人) 「化学工学の基礎と計算」:ヒンメルブラウ(培風館) |
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関連科目 | 化学工学,物理化学,化学工学量論 | |||
履修上の 注意事項 |
熱力学に関する基本的知識を有することが望ましい. |
週 | 上段:テーマ/下段:内容(目標、準備など) |
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1 | 化学工学熱力学に必要な概念について.熱力学の第一法則について |
基本的な用語,熱,力,仕事などのエネルギーについて学ぶ.熱力学の第一法則と閉鎖系におけるエネルギー収支について学ぶ. | |
2 | 熱力学の第一法則 |
閉鎖系におけるエネルギー収支,流通系におけるエネルギー収支について学ぶ. | |
3 | 熱化学 |
熱容量とエンタルピー変化について学ぶ. | |
4 | 演習 |
これまでの内容に関する演習を行う. | |
5 | 熱化学 |
反応に伴う温度変化,エネルギー変化について学ぶ. | |
6 | 理想気体の法則 |
理想気体に適用可能な法則とその活用方法について学ぶ. | |
7 | 実在気体の法則 |
実在気体と理想気体の違い,実在気体に適用可能な法則について学ぶ. | |
8 | 中間試験 |
これまで授業で行った内容について試験を行い,理解度を測る. | |
9 | 熱力学の第二法則 |
熱力学の第二法則,エントロピーの概念について理解し,不可逆過程について学ぶ. | |
10 | 熱力学的諸性質 |
熱力学的諸性質を求めるために必要な知識を学び,実際に計算を行い理解を深める. | |
11 | 圧縮と膨張による仕事.相平衡. |
サイクルにより発生する仕事を求める方法を理解する.相平衡に関する理論,純物質と混合物のフガシティについて理解する. | |
12 | 演習 |
これまでの内容に関する演習を行う. | |
13 | 相平衡 |
純物質と混合物のフガシティについて理解する.活量について理解する.気液平衡の推算について学ぶ. | |
14 | 化学平衡 |
平衡定数について理解し,その導出までを学ぶ. | |
15 | 化学平衡 |
様々な化学反応における平衡状態の存在を理解し,平衡条件の算出を行う. | |
備 考 |
後期中間試験および後期定期試験を実施する. |