授業科目名 年度 学期 開講曜日・時限 学部・研究科 全担当教員 単位数
30126:生命物理化学Ⅰ(M) § 30127:物理化学1(MB) 2024 春セメスター 火1 生命科学部 菊地 武司 2

キャンパス

BKC

授業施設

コラーニングⅠ　１０９号教室

授業で利用する言語

日本語

授業の概要と方法

マクロな系の基本法則である化学熱力学を系統的に学ぶと共に溶液、電池、化学反応など具体的な現象において化学熱力学がどのように機能しているのかについて学ぶ。最後に化学熱力学とミクロな世界との関連を気体運動論によって理解する。

本講義の授業実施形態：対面

受講生の到達目標

微視的な分子の集団から構成される生体系において観察される複雑な諸現象が、物質をマクロな視点から扱う化学熱力学の基本法則に従って起こっているということを理解する。また、その法則や方法論を他の様々な現象にも適用できるように使いこなし、有意義な情報を引導き出せるようになる。

事前に履修しておくことが望まれる科目

化学2、基礎物理化学、物理学・数学系科目、高校物理数学の復習

授業スケジュール

授業回数/
担当教員（複数担当の場合） 		テーマ
キーワード・文献・補足事項等
1／菊地

物理化学とは

物理化学、ヘモグロビンの例、、単位、気体の法則、

2／菊地

状態方程式と気体分子運動論

実在気体、状態方程式、臨界状態、気体の圧力

3／菊地

マクスウェル分布則

運動エネルギー、温度、マクスウェル分布則、速度分布

4／菊地

熱力学第一法則

平均自由行程、状態関数、熱

5／菊地

エンタルピー

エネルギー保存則、エンタルピー、熱容量

6／菊地

気体の膨張

エンタルピー変化、断熱膨張、

7／菊地

熱化学と熱力学第二法則

熱化学、結合エネルギー、エントロピー、

8／菊地

エントロピー

ボルツマンの式、カルノーサイクル、エントロピー増大の法則

9／菊地

ギブスエネルギーとヘルムホルツエネルギー

自発的進行方向、混合エントロピー、定積過程、定圧過程

10／菊地

相平衡

クラウジウスｰクラペイロンの式、相図、相律、非電解質、モル分率

11／菊地

混合の熱力学

混合の化学ポテンシャル、混合エンタルピー、ラウールの法則、ヘンリーの法則、実在溶液

12／菊地

化学平衡

気体の平衡、実在気体、溶液、不均一系、ファントホッフの式、触媒

13／菊地

電気化学

化学電池、ネルンスト式、化学反応速度、

14／菊地

化学反応速度論1

反応次数、半減期、反応速度式

15／菊地

化学反応速度論2

反応機構、逐次反応、定常状態近似、温度依存性、アレニウスの式

授業実施形態

対面講義を15回実施する。

授業外学習の指示

毎回の授業で参考文献を示す．本授業を理解し，到達目標を達成するためには参考文献に当たり，積極的な授業外の学習を進め，予習・復習する姿勢が望まれる。

成績評価方法

種別 割合(%) 評価基準等
定期試験（筆記） 70

講義内容を理解し、講義内容を様々な問題解決に利用できるようになること。

レポート試験
（統一締切日を締切とするレポート）

上記以外の試験・レポート、平常点評価
（日常的な授業における取組状況の評価）		 30

講義内容を理解し、講義内容を様々な問題解決に利用できるようになること。

上記以外の試験・レポート、平常点評価（日常的な授業における取組状況の評価 ）30%
講義内にて2～４回分のレポートを課す。総合的に評価する。

成績評価方法(備考)

受講および研究に関するアドバイス

熱力学は、経験的な法則である第一法則と第二法則をもとに、演繹的に理論を展開・証明する学問です。理論の構築に必要な仮定が極端に少ないため、宇宙全体をも包含した広い現象に適用できる一方、論理の展開や結論の理解には高度に抽象化した世界観が必要になります。熱力学的な考え方を十分に理解するためには、講義の予習と復習が最低限必要です。内容理解の自己確認のためには、教科書の章末問題を解くことが有効です。

教科書

書名 著者 出版社 ISBNコード 備考
化学・生命科学系のための物理化学 R.Chang 東京化学同人 9784807905638

教科書(使用頻度、その他補足)

教科書に沿って講義を進めます。また教科書に掲載されている演習問題や統計表を使って演習問題を解きますので、必ず各自で教科書を購入してください。

参考書

参考書(使用頻度、その他補足)

その他、必要に応じた参考書が多数有り、講義時間に紹介します。

参考になるwwwページ

授業内外における学生・教員間のコミュニケーションの方法

学生との直接対話,その他(教員より別途指示）

備考

講義の復習には関数電卓が必要です。物理化学の授業は積み上げ方式になっているので、生命物理化学I（物理化学１）の受講には基礎物理化学（化学2）の履修が、生命物理化学II（物理化学２）の受講には生命物理化学I（物理化学１）の履修が前提になります。ただし、当該科目の単位を取得していなくても、やる気があれば受講可能です。
【科目ナンバリング・カリキュラムマップはこちらから/Click here to see the Curriculum-Map and Course-Numbering】
URL:https://secure.ritsumei.ac.jp/students/pathways-future/course/curriculum.html/