平成24年度
授業科目 担当教員 開講期
材料物理化学 高橋知司 通年
科目番号 対象学年 必修・選択の別 単位数
151407 4年　環境材料工学科 学修単位・選択必修 2単位
授業概要
前期:材料物理化学は、材料の性質や挙動を理解する際の基本的となる科目であり、なかでも普遍的な科学大系の一つである熱力学を十分に学習することが極めて重要である。本講義では、３年次の基礎的な物理化学の知識を踏まえ、材料工学に関連する基礎的な熱力学を主眼に解説する。
後期:鉄鋼および非鉄金属製錬では低品位の鉱石から金属を抽出し、新合金等を製造する場合が多い。製錬反応や合金製造で最も重要なのは熱力学であるので、応用的な熱力学に重点を置く。

　　到達目標
　　　1. 熱力学の第１法則の概要について説明できること。
　　　2. エンタルピ−と比熱について理解できること。
　　　3. 断熱変化と等温変化について説明できること。
　　　4. 熱力学第１および第２法則を簡単な図と式を用いて説明できること。
　　　5. ヘスの法則を実例の反応式を例に挙げて説明できること。
　　　6. エントロピ−について理解できること。
　　　7. 化学ポテンシャルと活量について理解できること。
　　　8. 生成自由エネルギ−について説明できること。
　　　9. 平衡計算が出来ること。
　　　10. 状態図を理解できること。
教科書
教科書　金属物理化学　（日本金属学会）
参考書
材料の物理化学I D.V.Ragone 著・寺尾光身　訳（丸善）
工学のための熱力学　後藤佐吉　著（朝倉書店）
鉄冶金熱力学　大谷　正康　著　　（日刊工業新聞社）
授業の進め方
前期）授業は、プリント・板書を中心に講義を進め、1-2年での化学、3年で学んだ物理化学の理論の復習を行いながら、出来るだけ演習問題を多く解かせ、材料工学には熱力学が極めて重要な学問であることを認識させ、本講義を進める。
後期）Power Pointを用いて、写真や図をできるだけ多く用いて行う。熱力学を基礎として講義を進める。参考書は図書館にもたくさんあるが、3年生の時に使用した物理化学の教科書をよく勉強してください。
授業内容
前期 後期
1 熱力学第一法則の概要 1 自由エネルギ−・温度図１
2 系と外界および系のエネルギ− 2 自由エネルギ−・温度図２
3 閉じた系と熱力学的記号 3 自由エネルギ−・温度図３
4 示強性と示量性、エンタルピ− 4 熱力学的諸関係式1
5 定積、定容比熱 5 熱力学的諸関係式2
6 状態方程式、断熱圧縮および断熱膨張 6 活量１
7 生成エンタルピ−変化とヘスの法則 7 活量２
8 中間試験 8 中間試験
9 熱力学第二法則の概要 9 相平衡
10 エントロピ−の定義 10 化学平衡と自由エネルギ−1
11 エントロピ−変化1 11 化学平衡と自由エネルギ−2
12 エントロピ−変化2 12 化学平衡と自由エネルギ−3
13 化学ポテンシャル 13 部分モル量と活量
14 生成自由エネルギ− 14 理想溶液と非理想溶液
15 期末試験 15 期末試験
成績評価の方法
この科目は学修単位科目であるので、(90時間−講義時間）以上の自学自習を必要 とする。したがって、科目担当教員が課した課題の内、{（90時間−講義時間）×3 /4}時間以上に相当する課題提出がないと単位を認めない。（各課題ごとの時間は 担当教員が設定する。）
定期試験80%、課題提出10%、小テスト10%として評価する。
学生へのメッセージ
本科目は材料工学科において極めて重要な専門基礎科目のうちの一つであるから、予習と復習を十分に行うこと。問題演習は毎週行うので、電卓を必ず持参のこと。出来るだけ個々に指導を行う ので、板書を写すだけでなく、疑問点があればその都度、質問して欲しい。ノ−トチェックを適宜行う。知識の定着度と理解力の調査のため、小テストを行う。
学習・教育目標 (生産工学) 学習・教育目標
(電子工学)		 学習・教育目標
(生物応用化学)
機械工学コース 環境材料工学コース
B B-2