基本情報/Basic Information

開講科目名 ／Class	物理化学Ⅳ[19～]／Physical Chemistry Ⅳ
授業コード ／Class Code	B411501003
ナンバリングコード ／Numbering Code	PHMd018
開講キャンパス ／Campus	ﾎﾟｰﾄｱｲﾗﾝﾄﾞ
開講所属 ／Course	薬学部／Pharmaceutical Sciences
年度 ／Year	2024年度／Academic Year
開講区分 ／Semester	後期／AUTUMN
曜日・時限 ／Day, Period	火1(後期)／TUE1(AUT.)
単位数 ／Credits	1.5
主担当教員 ／Main Instructor	山原　弘／YAMAHARA HIROSHI
遠隔授業 ／Remote lecture	No

担当教員情報/Instructor Information

教員名 ／Instructor	教員所属名 ／Affiliation
山原　弘／YAMAHARA HIROSHI	薬学部／Pharmaceutical Sciences

授業の方法 ／Class Format	講義
授業の目的 ／Class Purpose	この授業の担当者は薬学部所属であり、この科目は、選択必修科目であり2年次に配当している。 この科目は、学部のDPに示す8項目のうち、2、3を目指します。 ディプロマ・ポリシー（学位授与の方針） 自然科学の全ての領域に適用できる体系的で有用な理論と位置づけられている熱力学の基礎理論について学んでいきます。本科目では，薬学領域における物質の状態と相互変換過程を理解するために、自然の自発的過程を規定する巨視的ポテンシャル論としての熱力学の基礎知識と技能を修得します。熱力学の法則は物質の変化や化学変化だけでなく、 生体系の反応にも適応可能なことから、薬学部での基礎的な学習には理解が不可欠です。
到　達　目　標 ／Class Objectives	以下の各SBOsを到達目標とします。 C1-(2)-①-1 ファンデルワールスの状態方程式について説明できる。 C1-(2)-①-2 気体の分子運動とエネルギーの関係について説明できる。 C1-(2)-①-3 エネルギーの量子化とボルツマン分布について説明できる。 C1-(2)-②-1 熱力学における系、外界、境界について説明できる。 C1-(2)-②-2 熱力学第一法則を説明できる。 C1-(2)-②-3 状態関数と経路関数の違いを説明できる。 C1-(2)-②-4 定圧過程、定容過程、等温過程、断熱過程を説明できる。 C1-(2)-②-5 定容熱容量および定圧熱容量について説明できる。 C1-(2)-②-6 エンタルピーについて説明できる。 C1-(2)-②-7 化学変化に伴うエンタルピー変化について説明できる。 C1-(2)-③-1 エントロピーについて説明できる。 C1-(2)-③-2 熱力学第二法則について説明できる。 C1-(2)-③-3 熱力学第三法則について説明できる。 C1-(2)-③-4 ギブズエネルギーについて説明できる。 C1-(2)-③-5 熱力学関数を使い、自発的な変化の方向と程度を予測できる。 C1-(2)-④-1 ギブズエネルギーと化学ポテンシャルの関係を説明できる。 C1-(2)-④-2 ギブズエネルギーと平衡定数の関係を説明できる。 C1-(2)-④-3 平衡定数に及ぼす圧力および温度の影響について説明できる。 C1-(2)-④-4 共役反応の原理について説明できる。 C1-(2)-⑤-1 相変化に伴う熱の移動について説明できる。 C1-(2)-⑤-3 状態図について説明できる。 AD-C1-①-1 代表的な物理変化、化学変化に伴う熱力学量（エンタルピー変化、エントロピー変化、ギブズエネルギー変化など）を説明し、求めることができる。（技能） AD-C1-①-2 各種熱力学量の値から、物理変化、化学変化の過程を推測することができる。
授業のキーワード ／Keywords	熱力学、エンタルピー、エントロピー、ギブズエネルギー、化学反応
授業の進め方 ／Method of Instruction	授業計画に従って12回の講義を行ないます。
履修するにあたって ／Instruction to Students	講義中に理解度を知るため、確認問題を実施します。また、授業内容に関する質問、過去の試験問題の閲覧や資料の配布などは、dotCampusを活用します。前期専門試験の成績不振者、講義内容を十分に理解できていない学生向けに、補習を予定しています。質問のための面会が必要でしたらオフィスアワー（随時）を利用してください。緊急の用事などで不在にする可能性もありますので、事前に電子メール（h.yamahara@pharm.kobegakuin.ac.jp）で在室確認をされるとよいでしょう。
授業時間外に必要な学修内容・時間 ／Required Work and Hours outside of the Class	用語、事項について重要なキーワードを用いて的確に説明できるように習熟してください（目安として0.5時間）。 熱力学に関する式を用いた問題について、式の妥当性、物理及び化学単位の妥当性、結果の妥当性の視点で問題が解けるようにしてください（目安として0.5時間）。受講後は必ず復習すること（目安として1時間）。
提出課題など ／Quiz,Report,etc	授業後に連絡します。
成績評価方法・基準 ／Grading Method・Criteria	＜定期試験＞ ①熱力学の法則、分子運動論や ②エンタルピー、エントロピー、ギブズエネルギー、化学平衡の詳細をどの程度理解できているかを試験で判定します。試験は、マークシート式と記述式の両方で出題しますが、十分な理解が無いと解答できません。①②について、他の学生が読んで分かるような説明、計算ができるように理解を深めてください。 記述式の採点基準は以下のとおりです。 ・重要なキーワードを用いて、的確に説明できている（100%） ・キーワードが不十分であったり、誤った表現がある（50%） ・キーワードが正しく列挙できておらず、明らかに説明できていない（0%）
テキスト ／Required Texts	プリントを配布します。
参考図書 ／Reference Books	物理系薬学〈1〉物質の物理的性質 (スタンダード薬学シリーズ2) 、日本薬学会 (編集)、東京化学同人 物理化学 (ベーシック薬学教科書シリーズ) 、石田 寿昌 (編集)、化学同人

No.	回 ／Time	主題と位置付け ／Subjects and position in the whole class	学習方法と内容 ／Methods and contents	備考 ／Notes
1	第1回	気体の状態方程式	理想気体の状態方程式と実在気体への適用としてファンデルワールスの状態方程式について学ぶ。 C1-(2)-①-1
2	第2回	気体分子運動論	分子運動論に基づいて、気体分子の状態と運動エネルギーの関係を学ぶ。 C1-(2)-①-2?C1-(2)-①-3
3	第3回	熱とエネルギー	系、外界、境界の概念、および状態関数、経路関数の種類と特徴について学ぶ。 さらに、仕事および熱の概念について学ぶ。※ C1-(2)-②-1，C1-(2)-②-3
4	第4回	熱力学第一法則	代表的な熱力学過程(変化）における熱と仕事の数式による取扱い方法、およびその基本となる熱力学第一法則について学ぶ。定容熱容量および定圧熱容量用いて温度と熱の関係を学ぶ。 C1-(2)-②-2，C1-(2)-②-4，C1-(2)-②-5
5	第5回	エンタルピー	エンタルピーの概念を理解する。 さらに、代表的な物理変化、化学変化に伴う標準エンタルピー変化の計算法を学ぶ。※ C1-(2)-②-6 AD-C1-①-1
6	第6回	反応熱の温度変化	化学変化に伴う標準生成エンタルピーの定義と応用について学ぶ。 さらに，反応エンタルピーの温度変化について計算法を学ぶ。※ C1-(2)-②-7 AD-C1-①-1
7	第7回	熱力学第二法則	エントロピーの概念を統計的な定義と熱力学的な定義にもとづいて学ぶ。熱力学第二法則の意味について学ぶ。さらに、熱力学第二法則の数式による取扱いを学ぶ。又、カルノーサイクルなどについて学ぶ。※ C1-(2)-③-2
8	第8回	エントロピー	熱力学第三法則の意味を理解する。 さらに、これに基づいて代表的な物理変化、化学変化に伴うエントロピー変化の計算方法を学ぶ。 ※ C1-(2)-③-1，C1-(2)-③-3 AD-C1-①-1
9	第9回	自由エネルギーと反応の進む方向	ギブズエネルギーの定義と熱力学的な意味について学ぶ。代表的な物理変化、化学変化に伴うギブズエネルギー変化と反応の進む方向を学ぶ。 C1-(2)-③-4
10	第10回	自由エネルギーの圧力と温度による変化	ギブズエネルギー変化の圧力依存性、温度依存性を理解する。 さらに、これらの変化の数式による取扱い方法を習得する。気体を混合した際のギブズエネルギー変化を数式により学ぶ。※ C1-(2)-③-5 AD-C1-①-1
11	第11回	化学ポテンシャルと化学平衡	熱力学関数の計算結果から自発的な変化の方向の予測について学ぶ。化学ポテンシャル、化学平衡について学ぶ。 C1-(2)-④-1?C1-(2)-④-2
12	第12回	平衡定数の温度依存性	ルシャトリエの原理とファントホッフの式を学ぶ。共役反応の原理について学ぶ。 C1-(2)-④-3?C1-(2)-④-4