2021年 理工学部 シラバス - 物質応用化学科
設置情報
科目名 | 量論化学工学Ⅱ | ||
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設置学科 | 物質応用化学科 | 学年 | 2年 |
担当者 | 松田 弘幸 | 履修期 | 後期 |
単位 | 2 | 曜日時限 | 水曜1 |
校舎 | 駿河台 | 時間割CD | L31O |
クラス | A 、 B | ||
履修系統図 | 履修系統図の確認 |
概要
学修到達目標 | 化学プロセスに関するエネルギーおよびエネルギー収支の考え方を理解し,いくつかの実際のプロセス(物理的操作ならびに化学反応操作)におけるエネルギー収支の考え方を学ぶ.具体的な学習目標は次のとおりである. 1.エネルギー収支の基本的な考え方を理解することができる 2.物理的操作をめぐるプロセスにエネルギー収支を適用し,未知量を求めることができる 3.化学反応操作を含むプロセスにエネルギー収支を適用し,未知量を求めることができる |
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授業形態及び 授業方法 |
「ハイブリッド授業」 対面授業を行うとともに,別途録画したオンデマンド動画を配信する.在宅で受講する日,および対面授業を欠席した場合は,オンデマンド動画を視聴して受講すること. * 新型コロナウイルス感染症の状況により,変更の可能性がある.変更の場合は授業時に伝達する. 授業内容のより深い理解のため,演習ならびにレポート提出を実施する. 3年生以上(旧カリキュラム)は,科目名は「基礎化学工学II」です. |
履修条件 | 基礎物理化学・量論化学工学Iの講義で修得した化学工学の基本(物質収支,エネルギー収支,物性の基本) |
授業計画
第1回 | 【全員オンライン】 講義の概要についての説明を行う.具体的には,エネルギーとは何か,エネルギー保存の法則,化学プロセスにおけるエネルギーなどを概説する. 化学プロセスにおけるエネルギー収支の考え方と収支計算の基礎式を説明する. 【事前学習】シラバスの内容を確認の上,授業に臨むこと.化学工学教科書24ページから25ページを読んで理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと.(120分) 【事後学習】講義で行った熱力学の第一法則からエンタルピー変化の式誘導を復習すること.また,温度変化に伴うエンタルピー変化の計算方法を復習すること.授業で分からないことがあれば,オンデマンド動画で確認すること.(120分) |
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第2回 | 【R(学生番号末尾偶数):オンライン,G(学生番号末尾奇数):対面】 均一相でのエンタルピー変化の計算の説明と問題練習を行う.また,熱交換器をめぐる熱収支の説明を行う. 【事前学習】シラバスの内容を確認の上,授業に臨むこと.化学工学教科書24ページから25ページを読んで理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと.(120分) 【事後学習】講義中に演習を行った均一相でのエンタルピー変化の計算に関する問題をもう一度解くこと.また,均一相でのエンタルピー変化の計算に関する問題練習(レポート)を行うこと.授業で分からないことがあれば,オンデマンド動画で確認すること.(120分) |
第3回 | 【R(学生番号末尾偶数):対面,G(学生番号末尾奇数):オンライン】 前回の均一相でのエンタルピー変化の計算に関する問題練習(レポート)の解説を行う. 物理的操作をめぐる熱収支の1回目として,熱交換器をめぐる熱収支の説明と問題練習を行う. 【事前学習】前回の均一相でのエンタルピー変化の計算方法をもう一度確認すること.(120分) 【事後学習】講義中に演習を行った熱交換器をめぐる熱収支および冷媒の最小所要量の計算に関する問題をもう一度解くこと.また,熱交換器をめぐる熱収支に関する問題練習(レポート)を行うこと.授業で分からないことがあれば,オンデマンド動画で確認すること.(120分) |
第4回 | 【R(学生番号末尾偶数):オンライン,G(学生番号末尾奇数):対面】 前回の熱交換器をめぐる熱収支に関する問題練習(レポート)の解説を行う. 相変化におけるエンタルピー変化の計算の説明と問題練習を行う.水蒸気表の見方について説明する. 蒸発缶をめぐる熱収支の説明を行う. 【事前学習】化学工学教科書26ページから27ページを読んで理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと.(120分) 【事後学習】講義中に演習を行った相変化におけるエンタルピー変化の計算に関する問題をもう一度解くこと.また,水蒸気表の見方を復習すること.さらに,相変化におけるエンタルピー変化に関する問題練習(レポート)を行うこと.授業で分からないことがあれば,オンデマンド動画で確認すること.(120分) |
第5回 | 【R(学生番号末尾偶数):対面,G(学生番号末尾奇数):オンライン】 前回の相変化におけるエンタルピー変化に関する問題練習(レポート)の解説を行う. 蒸発缶をめぐる熱収支(デューリング線図を考慮しない)の問題練習を行う.デューリング線図について説明する. 【事前学習】化学工学教科書26ページから27ページを読んで理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと.(120分) 【事後学習】講義中に演習を行った蒸発缶をめぐる熱収支(デューリング線図を考慮しない)の計算に関する問題をもう一度解くこと.また,デューリング線図の見方を復習すること.授業で分からないことがあれば,オンデマンド動画で確認すること.(120分) |
第6回 | 【R(学生番号末尾偶数):オンライン,G(学生番号末尾奇数):対面】 蒸発缶をめぐる熱収支(デューリング線図を考慮)の説明と問題練習を行う. 流体輸送の基本を説明する. 【事前学習】講義中に演習を行った蒸発缶をめぐる熱収支(デューリング線図を考慮しない)の計算に関する問題を復習すること.また,水蒸気表およびデューリング線図の見方を復習すること.化学工学教科書28ページから30ページを読んで理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと.(120分) 【事後学習】講義中に演習を行った蒸発缶をめぐる熱収支(デューリング線図を考慮)に関する問題をもう一度解くこと.また,蒸発缶をめぐる熱収支(デューリング線図を考慮)に関する問題練習(レポート)を行うこと.授業で分からないことがあれば,オンデマンド動画で確認すること.(120分) |
第7回 | 【R(学生番号末尾偶数):対面,G(学生番号末尾奇数):オンライン】 前回の蒸発缶をめぐる熱収支(デューリング線図を考慮)に関する問題練習(レポート)の解説を行う. 流体輸送のエネルギー収支の説明と問題練習を行う. 【事前学習】化学工学教科書30ページから36ページを読んで理解できない箇所を質問できるようまとめておくこと.(120分) 【事後学習】講義中に演習を行った流体輸送のエネルギー収支に関する問題をもう一度解くこと.授業で分からないことがあれば,オンデマンド動画で確認すること.(120分) |
第8回 | 物理的操作をめぐる熱収支についての演習を行う. 【事前学習】第1回から第7回の講義で解いた演習問題・レポートをもう一度解いて,演習に備えること.授業で分からないことがあれば,オンデマンド動画で確認すること.(180分) 【事後学習】演習で解けなかった問題をもう一度自分で解くこと.(120分) |
第9回 | 化学反応操作をめぐる熱収支に関連して,標準生成エンタルピーを用いた標準反応熱の計算について説明し,問題練習を行う. 【事前学習】1年次の講義「基礎物理化学」で学習した標準生成エンタルピーを用いた標準反応熱の計算の復習を行うこと.(120分) 【事後学習】標準生成エンタルピーを用いた標準反応熱,とくに標準燃焼エンタルピーの計算方法の復習をしっかり行うこと.授業で分からないことがあれば,オンデマンド動画で確認すること.(120分) |
第10回 | 標準燃焼エンタルピーを利用したボイラーの熱収支についての説明と問題練習を行う.また,一般の温度における反応熱の計算について説明を行う.さらに,平均定圧比熱容量の算出について説明する. 【事前学習】標準燃焼エンタルピーの計算方法の復習をしっかり行うこと.(120分) 【事後学習】講義中に演習を行ったボイラーの熱収支に関する問題をもう一度解くこと.また,ボイラーの熱収支,および二酸化炭素・水・酸素・窒素の平均定圧比熱容量に関する問題練習(レポート)を行うこと.授業で分からないことがあれば,オンデマンド動画で確認すること.(120分) |
第11回 | 前回のボイラーの熱収支,および二酸化炭素・水・酸素・窒素の平均定圧比熱容量に関する問題練習(レポート)の解説を行う.反応物質と生成物質の温度が異なるときの反応熱について説明を行う.さらに,理論火炎温度の推定についての説明を行う. 【事前学習】一般の温度における反応熱の計算の復習をしっかり行うこと.また,1年次の講義「基礎物理化学」で学習した燃焼プロセスの物質収支の計算の復習を行うこと.(120分) 【事後学習】講義中に説明した理論火炎温度の推定方法について復習をしっかり行うこと.また,一般の温度における反応熱の計算に関する問題練習(レポート)を行うこと.授業で分からないことがあれば,オンデマンド動画で確認すること.(120分) |
第12回 | 前回の一般の温度における反応熱の計算に関する問題練習(レポート)の解説を行う. 理論火炎温度の推定についての問題練習を行う. 【事前学習】前回の講義で説明した理論火炎温度の推定方法について復習をしっかり行い,講義に備えること.(120分) 【事後学習】講義中に演習を行った理論火炎温度の推定方法に関する問題をもう一度解くこと.授業で分からないことがあれば,オンデマンド動画で確認すること.(120分) |
第13回 | 化学反応操作をめぐる熱収支についての演習を行う. 【事前学習】第8回から第12回の講義で解いた演習問題・レポートをもう一度解いて,演習に備えること.授業で分からないことがあれば,オンデマンド動画で確認すること.(180分) 【事後学習】演習で解けなかった問題をもう一度自分で解くこと.授業で分からないことがあれば,オンデマンド動画で確認すること.(120分) |
第14回 | 第8回目および第13回目の演習の解説を行う. 【事前学習】演習において,自分で解けなかった問題について質問できるようまとめておくこと.授業で分からないことがあれば,オンデマンド動画で確認すること.(120分) 【事後学習】演習の問題をもう一度自分で解くこと.授業で分からないことがあれば,オンデマンド動画で確認すること.(120分) |
第15回 | 「理解度確認レポート」を行う.その後,その解説を行う. 【事前学習】講義中に解いた例題・練習問題・レポートの問題,および第8回目および第13回目の演習の問題を繰り返し自分で解いて,「理解度確認レポート」に備えること.授業で分からないことがあれば,オンデマンド動画で確認すること.(180分) 【事後学習】「理解度確認レポート」で解けなかった問題をもう一度自分で解くこと.(120分) |
その他
教科書 |
日秋俊彦 編著,児玉大輔・栗原清文・松田弘幸・佐藤敏幸・松本真和 著 『標準化学工学Ⅰ 収支・流体・伝熱・平衡分離[9784254250404]』 朝倉書店 2018年
学部1年次からの入学生
【基礎物理化学(化学工学)の教科書と同じです】
短大ものづくり・サイエンス総合学科からの編入生
【化学II,基礎化学工学の教科書と同じです,教科書を持っていない人は,購入してください】
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参考書 |
小島和夫,越智健二,本郷尤,加藤昌弘,鈴木功,栃木勝己 『入門化学工学[9784563041946]』 培風館 1996年 第二版
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成績評価の方法 及び基準 |
* 新型コロナウイルス感染症の状況により,変更の可能性がある.変更の場合は授業時に伝達する. 「理解度確認レポート」70%,演習10%,レポート20% 最後の試験は, 第15回の授業日に「理解度確認レポート」の作成・提出 として行います.「理解度確認レポート」についての詳細は決まり次第授業で連絡しますので,教員からの連絡を聞き逃したり,勘違い・聞き間違い・思い違い・誤解・自分勝手な解釈等のないようにしてください. |
質問への対応 | 講義中・終了後.E-Mailでも可能です. |
研究室又は 連絡先 |
物質応用化学科化学工学研究室(駿河台校舎2号館1階215号室) メールアドレス(「あっと」は,半角@に直してください) 松田弘幸:matsuda.hiroyuki あっと nihon-u.ac.jp |
オフィスアワー |
水曜 駿河台 12:10 ~ 13:20 2号館1階215号室
木曜 駿河台 10:00 ~ 12:00 オンライン授業:メールで随時対応する。
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学生への メッセージ |
最後の試験は, 第15回の授業日に「理解度確認レポート」の作成・提出 として行います.「理解度確認レポート」についての詳細は決まり次第授業で連絡しますので,教員からの連絡を聞き逃したり,勘違い・聞き間違い・思い違い・誤解・自分勝手な解釈等のないようにしてください. 授業日程の詳細等は,「第0回授業」として9月上旬頃にCSTポータルIIを通して動画で連絡します.必ず「第0回授業」の動画を視聴したうえで,本講義を受講してください。 オンデマンド動画のすべての内容(レポートの解説動画を除く)は,第1回から第7回については第1回授業日に,第9回から第12回については第9回授業日に公開する予定です.授業の復習としてもう一度視聴するのはもちろんのこと,対面授業の前の予習として活用しても良いですし,余裕がある人は先取りで受講しても良いですし,各自活用してください. ・オンライン授業での受講であっても,ノートを用意して,必ず松田の板書をノートに書いて,自分自身で電卓を叩いて計算を行ってください.ただ動画を見ているだけではダメです. ・講義中の例題の解法や,演習に計算機が必要です.必ず電卓等を用意して下さい. ・練習問題のPDFファイルを,CSTポータルIIからダウンロードおよび印刷してください. ・化学工学の問題は一見すると複雑で,計算量も多いので,苦手意識を持つ学生がたくさんいると思います.しかし,基本的な知識や単純な発想を十分に活用していけば簡単に解くことができるのです.このことを講義,とくに問題演習で示していきます. |