K7512030 化学工学熱力学

広島大学シラバス

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年度 2024年度開講部局工学部

講義コード K7512030 科目区分専門教育科目

授業科目名化学工学熱力学

授業科目名
（フリガナ）カガクコウガクネツリキガク

英文授業科目名 Chemical Engineering Thermodynamics

担当教員名宇敷　育男

担当教員名
(フリガナ) ウシキ　イクオ

開講キャンパス東広島開設期 3年次生前期セメスター（前期）

曜日・時限・講義室 (前) 火5-6：工114

授業の方法講義授業の方法
【詳細情報】　

講義中心，スライド使用
オンライン授業を挟む場合もあり

単位 2.0 週時間　使用言語 B : 日本語・英語

学習の段階 3 : 中級レベル

学問分野（分野） 25 : 理工学

学問分野（分科） 08 : 化学工学

対象学生第三類　３年次学生（化学工学プログラムの必修科目）

授業のキーワード熱力学，状態量，平衡物性，エネルギー，状態方程式，活量係数式，相平衡，化学平衡

教職専門科目　教科専門科目　

プログラムの中での
この授業科目の位置づけ
（学部生対象科目のみ）　この科目は第三類の学生を対象とした専門科目であるが、化学工学プログラムの学生に対しては学習・教育目標の「(C)化学および化学工学の基礎の確実な習得と応用力の養成　C2.化学工学基礎」に対応している。学習・教育目標の詳細については下記の化学工学講座ホームページを参照されたい。
到達度評価
の評価項目
（学部生対象科目のみ）化学工学プログラム
（能力・技能）
・化学および化学工学の基礎の確実な習得と応用力の養成（C2）化学工学基礎

授業の目標・概要等　物質系の熱力学的性質の情報は化学プロセスの設計・解析に欠くことのできないものである。本科目では同時に開設されている「化学工学熱力学演習」と併せて以下の知識と能力を習得することを授業の目標とする。
(1) 単位換算や有効桁の概念を含む工学計算を正しく行うことができる。
(2) 熱力学第一法則（エネルギー保存則）を理解し、これをエネルギー変換の計算に応用できる。
(3) 熱力学第二法則（状態変化の方向性）を理解し、エントロピー変化を計算できる。
(4) 種々の過程における理想気体の状態量（温度，圧力，容積，内部エネルギー，エンタルピー，エントロピー等）の変化を計算できる。
(5) 平衡状態に関する熱力学関係式を理解し、これを自在に変形できる。
(6) 状態方程式や対応状態の原理を用いて非理想気体状態の純物質の熱力学的性質を計算できる。
(7) 混合量，過剰量，部分モル量を理解し、理想混合物および非理想混合物の熱力学的性質を計算できる。
(8) 理想混合物および非理想混合物の相平衡関係を計算できる。
(9) 化学平衡定数および化学平衡組成を計算できる。

なお，「知識・理解」，「能力・技能」は上記、「授業の目標」の到達度で評価する。

授業計画第1回　ガイダンス，１章（序章）
第2回　２章（熱力学の第一法則）
第3回　３章（第一法則の応用）
第4回　４章（熱力学の第二法則）
第5回　５章６章（平衡の基準，熱力学の基礎関係式）
第6回　７章（純物質の熱力学的性質ーPVT関係）
第7回　７章（純物質の熱力学的性質ーエンタルピー、エントロピー、フガシティー）
第8回　中間試験
第9回　８章（混合物の熱力学的基礎ー混合量、部分モル量）
第10回　８章（混合物の熱力学的基礎ー理想溶液、過剰量）
第11回　９章（混合物の熱力学的性質ーPVTX関係）
第12回　９章（混合物の熱力学的性質ーエンタルピー、エントロピー、フガシティー）
第13回　10章（相平衡とその計算）
第14回　10章11章（相平衡とその計算，化学平衡とその計算）
第15回　11章（化学平衡とその計算）

第８回　中間試験。第16回　期末試験
課題・レポートは並列して開講される「化学工学熱力学演習」で出題する。

教科書・参考書等授業内容は”小島和夫著「化学技術者のための熱力学（改訂版）」培風館”に沿っているが、H25年度より増刷中止となったため、類似内容の自作資料を使用する。古本等で入手可能な場合は入手を推奨。

授業で使用する
メディア・機器等　

【詳細情報】 pptスライドを映写して講義する。

授業で取り入れる
学習手法　

予習・復習への
アドバイス各回とも
　予習：前回までの内容を完全に理解しておく。
　授業：集中して講義を聞き、疑問点はその日のうちに解決する。
　復習：並行して開設されている「化学工学熱力学演習」の演習問題を解いて
　　　　講義内容を完全に理解する。

履修上の注意
受講条件等・原則として全ての授業に出席すること。
・「化学工学熱力学演習」と必ず一緒に受講すること。
・この科目に先立つ基礎科目：微分学，積分学，化学工学量論，基礎化学工学，物理化学I，物理化学II，化学工学プログラミング
・この科目が役立つ応用科目：反応工学，物質移動論，伝熱論，化学工学実験，化学工程設計，卒業論文

成績評価の基準等　中間試験(50%)と期末試験(50%)により100点満点で評価し、60点以上を合格とする。

実務経験

実務経験の概要と
それに基づく授業内容

メッセージ・質問等を随時受け付ける（口頭，メール，Teamsなど）。
・高校レベルの数学，物理の履修内容を確実に身につけておくこと。
・式の丸暗記では合格できない。式が表す現象を理解し、式を応用する力をつける勉強法が重要である。

その他 https://seeds.office.hiroshima-u.ac.jp/profile/ja.8a86a47bd9407b1f520e17560c007669.html

すべての授業科目において，授業改善アンケートを実施していますので，回答に協力してください。
回答に対しては教員からコメントを入力しており，今後の改善につなげていきます。

年度	2024年度	開講部局	工学部
講義コード	K7512030	科目区分	専門教育科目
授業科目名	化学工学熱力学
授業科目名（フリガナ）	カガクコウガクネツリキガク
英文授業科目名	Chemical Engineering Thermodynamics
担当教員名	宇敷　育男
担当教員名 (フリガナ)	ウシキ　イクオ
開講キャンパス	東広島	開設期	3年次生前期セメスター（前期）
曜日・時限・講義室	(前) 火5-6：工114
授業の方法	講義	授業の方法【詳細情報】
講義中心，スライド使用オンライン授業を挟む場合もあり
単位	2.0	週時間		使用言語	B : 日本語・英語
学習の段階	3 : 中級レベル
学問分野（分野）	25 : 理工学
学問分野（分科）	08 : 化学工学
対象学生	第三類　３年次学生（化学工学プログラムの必修科目）
授業のキーワード	熱力学，状態量，平衡物性，エネルギー，状態方程式，活量係数式，相平衡，化学平衡
教職専門科目		教科専門科目
プログラムの中でのこの授業科目の位置づけ（学部生対象科目のみ）	この科目は第三類の学生を対象とした専門科目であるが、化学工学プログラムの学生に対しては学習・教育目標の「(C)化学および化学工学の基礎の確実な習得と応用力の養成　C2.化学工学基礎」に対応している。学習・教育目標の詳細については下記の化学工学講座ホームページを参照されたい。
到達度評価の評価項目（学部生対象科目のみ）	化学工学プログラム（能力・技能）・化学および化学工学の基礎の確実な習得と応用力の養成（C2）化学工学基礎
授業の目標・概要等	物質系の熱力学的性質の情報は化学プロセスの設計・解析に欠くことのできないものである。本科目では同時に開設されている「化学工学熱力学演習」と併せて以下の知識と能力を習得することを授業の目標とする。 (1) 単位換算や有効桁の概念を含む工学計算を正しく行うことができる。 (2) 熱力学第一法則（エネルギー保存則）を理解し、これをエネルギー変換の計算に応用できる。 (3) 熱力学第二法則（状態変化の方向性）を理解し、エントロピー変化を計算できる。 (4) 種々の過程における理想気体の状態量（温度，圧力，容積，内部エネルギー，エンタルピー，エントロピー等）の変化を計算できる。 (5) 平衡状態に関する熱力学関係式を理解し、これを自在に変形できる。 (6) 状態方程式や対応状態の原理を用いて非理想気体状態の純物質の熱力学的性質を計算できる。 (7) 混合量，過剰量，部分モル量を理解し、理想混合物および非理想混合物の熱力学的性質を計算できる。 (8) 理想混合物および非理想混合物の相平衡関係を計算できる。 (9) 化学平衡定数および化学平衡組成を計算できる。なお，「知識・理解」，「能力・技能」は上記、「授業の目標」の到達度で評価する。
授業計画	第1回　ガイダンス，１章（序章）第2回　２章（熱力学の第一法則）第3回　３章（第一法則の応用）第4回　４章（熱力学の第二法則）第5回　５章６章（平衡の基準，熱力学の基礎関係式）第6回　７章（純物質の熱力学的性質ーPVT関係）第7回　７章（純物質の熱力学的性質ーエンタルピー、エントロピー、フガシティー）第8回　中間試験第9回　８章（混合物の熱力学的基礎ー混合量、部分モル量）第10回　８章（混合物の熱力学的基礎ー理想溶液、過剰量）第11回　９章（混合物の熱力学的性質ーPVTX関係）第12回　９章（混合物の熱力学的性質ーエンタルピー、エントロピー、フガシティー）第13回　10章（相平衡とその計算）第14回　10章11章（相平衡とその計算，化学平衡とその計算）第15回　11章（化学平衡とその計算）第８回　中間試験。第16回　期末試験課題・レポートは並列して開講される「化学工学熱力学演習」で出題する。
教科書・参考書等	授業内容は”小島和夫著「化学技術者のための熱力学（改訂版）」培風館”に沿っているが、H25年度より増刷中止となったため、類似内容の自作資料を使用する。古本等で入手可能な場合は入手を推奨。
授業で使用するメディア・機器等
【詳細情報】	pptスライドを映写して講義する。
授業で取り入れる学習手法
予習・復習へのアドバイス	各回とも　予習：前回までの内容を完全に理解しておく。　授業：集中して講義を聞き、疑問点はその日のうちに解決する。　復習：並行して開設されている「化学工学熱力学演習」の演習問題を解いて　　　　講義内容を完全に理解する。
履修上の注意受講条件等	・原則として全ての授業に出席すること。・「化学工学熱力学演習」と必ず一緒に受講すること。・この科目に先立つ基礎科目：微分学，積分学，化学工学量論，基礎化学工学，物理化学I，物理化学II，化学工学プログラミング・この科目が役立つ応用科目：反応工学，物質移動論，伝熱論，化学工学実験，化学工程設計，卒業論文
成績評価の基準等	中間試験(50%)と期末試験(50%)により100点満点で評価し、60点以上を合格とする。
実務経験
実務経験の概要とそれに基づく授業内容
メッセージ	・質問等を随時受け付ける（口頭，メール，Teamsなど）。・高校レベルの数学，物理の履修内容を確実に身につけておくこと。・式の丸暗記では合格できない。式が表す現象を理解し、式を応用する力をつける勉強法が重要である。
その他	https://seeds.office.hiroshima-u.ac.jp/profile/ja.8a86a47bd9407b1f520e17560c007669.html
すべての授業科目において，授業改善アンケートを実施していますので，回答に協力してください。回答に対しては教員からコメントを入力しており，今後の改善につなげていきます。

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