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化学熱力学II

化学熱力学II Chemical Thermodynamics II
本講義では、化学熱力学Iの続編として、実在系と多成分系、相平衡と相転移、統計熱力学に基づく相転移現象および量子状態の取り扱いを中心に講義を行う。
授業は、生井飛鳥准教授、中林耕二助教、中川幸祐特任助教、井元健太特任助教、吉清まりえ特任助教、Olaf Stefanczyk特任助教など研究室のスタッフがサポートする。

This lecture is the continuation of Chemical Thermodynamics I, focusing on real systems and multi-component systems, phase stability and phase transitions, and phase transition phenomena and operation of quantum states based on statistical thermodynamics. Staff members of solid state physical chemistry laboratory including, K. Nakabayashi (assistant professor), A. Namai (assistant professor), K. Nakagawa (project assistant professor), K. Imoto (project assistant professor), M. Yoshikiyo (project assistant professor), and O. Stefanczyk (project assistant professor) will support the lectures.
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時間割/共通科目コード
コース名
教員
学期
時限
0530056
FSC-CH3102L2
化学熱力学II
大越 慎一
S1 S2
月曜2限
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教室
化学本館 1302
講義使用言語
日本語/英語
単位
2
実務経験のある教員による授業科目
NO
他学部履修
開講所属
理学部
授業計画
1.混合物の熱力学的取り扱い (部分モル量、希薄溶液、ヘンリーの法則、混合液体、束一的性質、沸点上昇と凝固点降下、溶解度、浸透圧、実在溶液と活量) 2.相平衡と相転移 (緒言、相の安定性(一成分系)、相平衡の表し方、エーレンフェストによる相転移の分類、λ転移、ランダウ理論、2次相転移のランダウ理論、スピンクロスオーバー現象、スリクター・ドリッカマーズ理論) 3.統計熱力学 (緒言、量子論的調和振動子、量子論的並進運動、三次元で自由に運動している場合、量子論的回転運動、分配関数と内部エネルギーとの関係、統計エントロピーと分子分配関数の関係、2準位系の場合のEとS、カノニカル分配関数、結晶固体、量子統計、超流動) 4.平衡電気化学 (溶液中のイオンの熱力学的性質、デバイ-ヒュッケルの極限法則、化学電池、電池電位、ネルンストの式) 1. Thermodynamic description of mixtures (Partial molar quantities, Dilute solution, Henry’s law, Liquid mixtures, Colligative properties, Boiling point elevation and freezing point depression, Solubility, Osmosis, Real solutions and activity) 2. Phase stability and phase transitions (Introduction, Phase stabilities (One-component systems), Expression of phase equilibrium, Ehrenfest classification of phase transitions, λ-transition, Landau theory, Landau theory of second-order phase transition, Spin-crossover phenomenon, Slichter-Drickamer model) 3. Statistical thermodynamics (Introduction, Quantum harmonic oscillator, Quantum translational motion, Three dimensional free motion, Quantum rotational motion, Relation between the partition function and the internal energy, Relation between statistical entropy and molecular partition function, The E and S in two level system, Canonical partition function, Crystalline solids, Quantum statistics, Superfluidity) 4. Equilibrium electrochemistry (Thermodynamic properties of ions in solution, The Debye-Hückel’s limiting law, Chemical cells, Cell potential, Nernst equation)
授業の方法
講義 Lecture 必要に応じて日本語による補講を実施する(月曜5限)。 Supplementary class in Japanese will be offered if necessary (5th period on Monday).
成績評価方法
出席、中間試験、および期末試験の結果を総合し、成績評価を行う。 Attendence, mid-term exam, end-term examination
教科書
自主制作のテキストを配布 Self-produced text book will be distributed.
参考書
参考書としては、「物理化学」アトキンス著(東京化学同人)を薦める。 Atkins' Physical Chemistry
履修上の注意
講義は英語で行うが、必要に応じて日本語による補講を実施する。 Lectures will be done in English, but supplementary class in Japanese will be offered if necessary.