シラバス情報
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教員名 ： 渡辺 秀夫
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開講年度
2025年度
開講学期
後期
科目名
物理化学演習I
授業種別
演習
科目名（英語）
Practice of Physical Chemistry I
授業情報(授業コード・クラス・授業形態)
A0200483 物理化学演習I [S3][対面]
担当教員
渡辺 秀夫
単位数
1.0単位
曜日時限
月曜4限
キャンパス
八王子
教室
1W-026講義室
学位授与の方針
1 基礎知識の修得 0 ％
2 専門分野の知識・専門技術の修得 90 ％ 3 汎用的問題解決力の修得 10 ％ 4 道徳的態度と社会性の修得 0 ％ 具体的な到達目標
・巨視的な物理量・状態量とその単位を理解した上で、単位換算ができる。
・完全気体と実在気体の性質の違いを理解した上で、状態方程式を用いた計算ができる。 ・熱力学第1法則の内容を理解し、気体の状態変化における仕事や熱の収支の計算ができる。 ・エンタルピーの概念を理解し、物理・化学変化におけるエンタルピー変化の計算ができる。 ・熱力学第2法則の内容を理解し、さまざまな過程のエントロピー変化の計算ができる。 ・ギブズエネルギーの概念を理解し、さまざまな反応のギブズエネルギー変化の計算ができる。 受講にあたっての前提条件
・初等関数の簡単な微分・積分計算ができること。
・前期開講の「微分」「積分」「化学1」「物理学1」の内容を復習し良く理解しておくこと。 ・並行して開講する「物理化学Ｉ」と併せて履修することを推奨する（もしくは「物理化学Ⅰ」を既修）。 授業の方法とねらい
[本科目のねらい]「物理化学演習Ⅰ」は、並行して開講する「物理化学Ｉ」の授業内容（熱力学の基礎知識・理論）について、計算問題の演習を通じてより理解を深めることを目的とする。従って、演習内容は「物理化学Ｉ」の授業計画に示した内容に沿って実施する。
[授業の方法] 「物理化学I」で学修した内容を振り返り・概説した後、その内容に関連した計算問題の演習（解答と答え合わせ・解説）を行い、最後に理解度チェックとして「確認テスト」を実施するとともにミニッツペーパー（MP）等の提出をKU-LMSにより行う。授業後に公開される演習資料（演習問題とその解答・解説）および教材動画（遠隔授業教材）を適宜活用して、毎回「演習ノート」を自分なりにまとめることを復習とする。毎回のMPおよび適宜クリッカーなどを用いて、学びの主体者である皆さんのご意見・ご要望を伺い、可能な限りそれを反映させて授業を進めていく方針である。 AL・ICT活用
クリッカー・タブレット等ICTを活用した双方向授業／e-ラーニング等ICTを活用した自主学習支援／その他
第1回
授業形態
対面
事前学習
・事前準備：教科書、演習⽤ノート（A4サイズ推奨：ルーズリーフは非推奨）、関数電卓を⽤意する。
・事前学習：履修登録後にKU-LMSの本科目のページを確認し、以下の予習を行う。 ・シラバスを熟読し本科目の概要を把握しておく。 ・教科書p.5〜7（A・3：バルクの性質）、p.30〜36（1A：完全気体）の内容を予習する。 ・授業中に演習する問題はPDFとして事前に公開されるので、（縮小）印刷してノートに貼り付け事前に取り組んでみるとより良い。 1時間
授業内容
・ガイダンス：シラバスの内容説明（到達⽬標の共有、授業の計画および進め⽅、成績評価など）
以下の内容の問題演習の後に確認テストを行う： ・物理量と単位：巨視的な物理量とその単位（SI系）および単位変換 ・気体の性質①：「1A 完全気体」状態変数としての圧⼒と温度、完全気体の状態⽅程式、混合気体の分圧 事後学習・事前学習
・事後学習：演習資料（PDF）・動画（YouTube）を参照し、授業中に間違えた演習問題を中心に復習する（演習ノートとしてまとめKU-LMSで提出）。
・事前学習：教科書p.9〜12（B・1：⼒、B・2：エネルギー）、p.37〜44（1B：気体の運動論モデル）の内容を予習する。 授業中に演習する問題はPDFとして事前に公開されるので、（縮小）印刷してノートに貼り付け事前に取り組んでみるとより良い。 2時間
第2回
授業形態
対面
授業内容
以下の内容の問題演習の後に確認テストを行う：
・⼒とエネルギー：運動量とニュートンの第⼆法則、⼒とエネルギーの定義 ・気体の性質②：「1B 気体の運動論モデル」気体分⼦運動論モデルから圧⼒と分⼦の速さの導出、速さのマクスウェル-ボルツマン分布、気体分⼦の衝突頻度と平均⾃由⾏程 事後学習・事前学習
・事後学習：演習資料（PDF）・動画（YouTube）を参照し、授業中に間違えた演習問題を中心に復習する（演習ノートとしてまとめKU-LMSで提出）。
・事前学習：教科書p.15〜17（B・3：分⼦の性質とバルクの性質の関係）、p.45〜53（1C：実在気体）の内容を予習する。 授業中に演習する問題はPDFとして事前に公開されるので、（縮小）印刷してノートに貼り付け事前に取り組んでみるとより良い。 2時間
第3回
授業形態
対面
授業内容
以下の内容の問題演習の後に確認テストを行う：
・分⼦の性質とバルクの性質の関係：ボルツマン分布、等分配則 ・気体の性質③：「1C 実在気体」完全気体の振る舞いからのずれ（圧縮因⼦、ビリアル係数、臨界定数）、ファンデルワールス⽅程式（導出、特徴） 事後学習・事前学習
・事後学習：演習資料（PDF）・動画（YouTube）を参照し、授業中に間違えた演習問題を中心に復習する（演習ノートとしてまとめKU-LMSで提出）。
・事前学習：教科書p.67〜77（2A：内部エネルギー）の内容を予習する。 授業中に演習する問題はPDFとして事前に公開されるので、（縮小）印刷してノートに貼り付け事前に取り組んでみるとより良い。 2時間
第4回
授業形態
対面
授業内容
以下の内容の問題演習の後に確認テストを行う：
・熱⼒学第⼀法則①：「2A 内部エネルギー」仕事・熱・エネルギー、内部エネルギーの定義と第⼀法則の定式化、膨張の仕事、熱のやりとり 事後学習・事前学習
・事後学習：演習資料（PDF）を参照し、授業中に間違えた演習問題を中心に復習する（演習ノートとしてまとめKU-LMSで提出）。
・事前学習：教科書p.78〜82（2B：エンタルピー）、p.83〜92（2C：熱化学）の内容を予習する。 授業中に演習する問題はPDFとして事前に公開されるので、（縮小）印刷してノートに貼り付け事前に取り組んでみるとより良い。 2時間
第5回
授業形態
対面
授業内容
以下の内容の問題演習の後に確認テストを行う：
・熱⼒学第⼀法則②：「2B 内部エネルギー」エンタルピーの定義・温度変化、「2C 熱化学」標準エンタルピー変化、ヘスの法則、標準⽣成エンタルピー、反応エンタルピーの温度依存性（キルヒホッフの法則） 事後学習・事前学習
・事後学習：演習資料（PDF）・動画（YouTube）を参照し、授業中に間違えた演習問題を中心に復習する（演習ノートとしてまとめKU-LMSで提出）。
・事前学習：第6回の「前半のまとめ」に向けて、第1回〜第5回の演習内容でまだ理解が不十分な個所をリストアップしておく（再演習の要望を歓迎）。（講義・演習の進行が遅れている場合はここで行うので、その範囲の教科書を予習すること） 授業中に演習する問題はPDFとして事前に公開されるので、（縮小）印刷してノートに貼り付け事前に取り組んでみるとより良い。 2時間
第6回
授業形態
対面
授業内容
・「前半のまとめ」として、第1〜5回の演習内容でリクエストがあった内容の再演習やまとめの演習・解説を行う。（もし演習に遅れがある場合はここで吸収する）
事後学習・事前学習
・事後学習：演習資料（PDF）を参照し、授業中に間違えた演習問題を中心に復習する（演習ノートとしてまとめKU-LMSで提出）。
・事前学習：中間試験（第7回実施）に向けて、第1回〜第6回の演習問題を総復習する。自作の演習ノートは持ち込みを認める予定なので、これまでの演習内容を自分が参照できるようにまとめておくと良い。 3時間
第7回
授業形態
対面
授業内容
・中間試験：「理解到達度チェック」第1回〜第6回の内容より出題（持ち込みは、関数電卓（スマホ不可）と自作の演習ノートを認める予定）。中間試験は通常授業（第7回）内実施とする。
事後学習・事前学習
・事後学習：中間試験で解けなかった問題を中心に復習を行い、演習ノートに書いておくべきだった事項があればまとめておく（期末試験に向けて）。
・事前学習：教科書p.114〜115（数学の基礎2：多変数関数の微積分）、p.93〜102（2D：状態関数と完全微分）、p.103〜105（2D：断熱変化）の内容を予習する。 授業中に演習する問題はPDFとして事前に公開されるので、（縮小）印刷してノートに貼り付け事前に取り組んでみるとより良い。 2時間
第8回
授業形態
対面
授業内容
以下の内容の問題演習の後に確認テストを行う：
・状態関数と断熱変化：「2D 状態関数と完全微分」内部エネルギーの変化、「2E 断熱変化」断熱膨張における温度と圧⼒の変化 事後学習・事前学習
・事後学習：演習資料（PDF）・動画（YouTube）を参照し、授業中に間違えた演習問題を中心に復習する（演習ノートとしてまとめKU-LMSで提出）。
・事前学習：教科書p.118〜126（3A・1：第二法則〜3A・3：状態関数としてのエントロピー）の内容の予習をする。 授業中に演習する問題はPDFとして事前に公開されるので、（縮小）印刷してノートに貼り付け事前に取り組んでみるとより良い。 2時間
第9回
授業形態
対面
授業内容
以下の内容の問題演習の後に確認テストを行う：
・熱⼒学第⼆法則①：「3A エントロピー」第⼆法則、エントロピーの熱⼒学的定義・統計的な定義、状態関数としてのエントロピー（カルノーサイクル、熱⼒学的温度、クラウジウスの不等式） 事後学習・事前学習
・事後学習：演習資料（PDF）・動画（YouTube）を参照し、授業中に間違えた演習問題を中心に復習する（演習ノートとしてまとめKU-LMSで提出）。
1時間
第10回
授業形態
遠隔（同時双方向）
授業内容
・中間試験の復習・まとめ：第7回の「中間試験」の模範解答例と解説をオンデマンドの動画として配信する。第8・9回で返却された試験答案を参照しながら視聴し、間違えた問題の答え直し・復習を行う。中間試験の採点間違いが無いことを確認し、修正済み答案をPDFにしてKU-LMSで提出する。
事後学習・事前学習
・事前学習：教科書.27〜136（3A・4：エントロピー変化、3B：エントロピーの測定）の内容を予習する。
授業中に演習する問題はPDFとして事前に公開されるので、（縮小）印刷してノートに貼り付け事前に取り組んでみるとより良い。 1時間
第11回
授業形態
対面
授業内容
以下の内容の問題演習の後に確認テストを行う：
・熱⼒学第⼆法則②：「3A・4 いろいろな過程で⽣じるエントロピー変化」膨張、相転移、加熱、複合過程、「3B エントロピーの測定」熱量測定によるエントロピー測定、第三法則（ネルンストの熱定理） 事後学習・事前学習
・事後学習：演習資料（PDF）・動画（YouTube）を参照し、授業中に間違えた演習問題を中心に復習する（演習ノートとしてまとめKU-LMSで提出）。
・事前学習：教科書p.137〜145（3C：系に注⽬する）の内容の予習をする。 授業中に演習する問題はPDFとして事前に公開されるので、（縮小）印刷してノートに貼り付け事前に取り組んでみるとより良い。 2時間
第12回
授業形態
対面
授業内容
以下の内容の問題演習の後に確認テストを行う：
・系の⾃由エネルギー：「3C 系に注⽬する」ヘルムホルツエネルギーとギブズエネルギー（⾃発性の基準、最⼤仕事と⾮膨張の最⼤仕事）、標準モルギブズエネルギー 事後学習・事前学習
・事後学習：演習資料（PDF）・動画（YouTube）を参照し、授業中に間違えた演習問題を中心に復習する（演習ノートとしてまとめKU-LMSで提出）。
・事前学習：教科書p.146〜154（3D：第⼀法則と第⼆法則を結びつける）の内容の予習をする。 授業中に演習する問題はPDFとして事前に公開されるので、（縮小）印刷してノートに貼り付け事前に取り組んでみるとより良い。 2時間
第13回
授業形態
対面
授業内容
以下の内容の問題演習の後に確認テストを行う：
・第⼀法則と第⼆法則の結合：「3D第⼀法則と第⼆法則を結びつける」熱⼒学基本式、マクスウェルの関係式、熱⼒学的状態⽅程式、ギブズエネルギーの性質（温度依存性・圧⼒依存性）、フガシティー 事後学習・事前学習
・事後学習：演習資料（PDF）・動画（YouTube）を参照し、授業中に間違えた演習問題を中心に復習する（演習ノートとしてまとめKU-LMSで提出）。
・事前学習：第14回で実施する「まとめ：総復習」に向けて、第13回までの全範囲を復習し、まだ理解が不十分な個所をリストアップしておく（再演習のリクエストは歓迎）。（演習の進行が遅れている場合はここで行うので、その範囲の教科書を予習すること）授業中に演習する問題はPDFとして事前に公開されるので、（縮小）印刷してノートに貼り付け事前に取り組んでみるとより良い。 2時間
第14回
授業形態
対面
授業内容
・まとめ・総復習：第1回から第13回の演習問題の総復習を行う。再演習の要望があった問題の類題やこれまでの「確認テスト」や「中間試験」で正答率が低かった問題を中心に類題の問題演習を行う。
事後学習・事前学習
・事後学習：演習資料（PDF）・動画（YouTube）を参照し、授業中に間違えた演習問題を中心に復習する（演習ノートとしてまとめKU-LMSで提出）。
・事前学習：期末試験（第15回実施）に向けて、第1回〜第14回の演習問題を総復習する。自作の演習ノートは持ち込みを認める予定なので、これまでの演習内容を自分が参照できるようにまとめておくと良い。 3時間
第15回
授業形態
対面
授業内容
・期末試験：第1回から第14回までの全範囲より出題（持ち込みは、関数電卓（スマホ不可）と自作の演習ノートを予定）。期末試験は「期末筆記試験」期間中の授業日に実施する。
事後学習
・事後学習：期末試験の模範解答例と解説（動画配信予定）を参照し、解けなかった問題を中心に復習を行い理解を深める。
1時間
成績評価の方法
[毎回の授業にきちんと出席し問題演習や確認テストに取り組むことが成績評価の前提]
・平常点（25%）：授業への取り組みを、毎回の授業最後に行う確認テスト・MP等により評価する。また、授業内・外学修の取り組みを演習ノート（毎回提出）により評価する。 ・中間試験（25％）：第7回（通常授業内）に実施予定 ・期末試験（50%）：第15回（学期末筆記試験期間）に実施予定 上記の通り、平常点と中間・期末試験の成績をもとに理解度をA+、A、B、C、D、FのGradeで評価し、Grade D以上を合格とする。 ※尚、上記の平常点：中間試験：期末試験の評価比重は案であり、初回にアンケートを行い受講者の意見を反映させて決定する（予定）。 受講生へのフィードバック方法
・毎回の授業の課題（確認テストやMPなど）：各回の確認テストは希望者の受験が終わった後に模範解答例と解説動画を公開する。各回のMPで実施する演習の理解度・難易度・速度の自己評価の結果まとめ及び要望のあった演習の再解説は適宜動画にして公開する。授業に関する要望もMPで毎回募り、内容を共有するとともに、出来得る限り授業に反映させる。
・中間および期末試験：中間試験は第8・9回に答案返却し、第10回のオンデマンド授業で模範解答例を示すとともに解説・講評を行う。受講者は、答え合わせ（修正）を通じて復習を行う。期末試験は答案返却はできないが、試験終了後に模範解答例と解説を動画の形で配信する予定。 教科書
「アトキンス 物理化学（上）第10版」 東京化学同⼈ P.W.Atkins著 中野元裕、上⽥貴洋、奥村光隆、北河康隆 訳
参考書
指定参考書なし
オフィスアワー
・非常勤講師で授業開講日のみキャンパスに出講するので、対面での質問は3限（物理化学I）の前（昼休憩）もしくは授業後に教場もしくは講師室にて受け付ける。事前にメールで質問内容と日時・場所を調整するのが望ましい。
・メールで質問は随時受付：上記以外の期間はメールでの質問を受け付ける（KU-LMSの質問機能もOK）。メールアドレスはKU-LMSの授業ページもしくは初回演習資料（PDF）に記載される。 受講生へのメッセージ
「物理化学I」と「物理化学演習I」で学修する物理化学の基礎（熱力学）は、本学科で今後学修する専門分野の基礎となります。しっかりと身につけられるように努めて下さい。授業中に理解出来なかった部分は、分かるまで復習する習慣をつけることが大事です。また、熱力学の理論や概念は実際に演習問題を解くことで理解が深まります。その意味からも、「物理化学I」と一緒に「物理化学演習I」を履修することを強く推奨いたします。
実務家担当科目
実務家担当科目ではない
実務経験の内容
教職課程認定該当学科
該当なし
その他の資格・認定プログラムとの関連
関連する科目である
教育課程コード
Ⅲ1a/Ⅲ1c
教育課程コードの見方【例】 Ⅰ2a（Ⅰ…Ⅰ群、2…2年配当、a…必修） ※ a : 必修 b : 選択必修 c : 選択 ※複数コードが表示されている場合には入学年度・所属学科の学生便覧を参照のこと
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