授業の形態
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講義
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アクティブラーニング
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学生が文献や資料を調べる
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授業内容と方法
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「クラスレートハイドレート」と呼ばれる物質群を題材に、多相・多成分の系で起こる現象について物理化学の基礎から応用理論までを概説します。
水分子の分子構造、ギブスの相律、界面張力、結晶成長、クラペイロンの式、クラウジウス-クラペイロンの式について解説します。
授業は講義によって行います。
*クラスレートハイドレート: 水分子が籠状構造を作り、その内部をゲストと呼ばれる物質の分子が占有することによって低温・高圧な条件で生成する氷状の固体化合物です。海水淡水化技術、二酸化炭素分離・固定技術での利用や、日本近海を含めた世界中の深海底に存在するメタンハイドレートの資源開発が進められている物質です。その生成・分解が多相・多成分の系で起こるため本授業の題材として使用します。
講義の進行方法については「メッセージ」欄をご覧ください。
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URGCC学習教育目標
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達成目標
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1. 多相・多成分の系で起こる現象について理解する。
2. ギブスの相律、クラペイロンの式、クラウジウス-クラペイロンの式を種々の系に適用することができる。
3. 水分子の分子構造、界面張力、結晶成長についてミクロな現象とマクロな現象を結びつけることができる。
4. レポートの作成にあたり、適切に学術論文を利用することができる。
この科目は熱流体工学プログラムの学習教育目標の「専門分野における高度な専門知識及び技術とその応用力の修得」に関連した授業です。
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評価基準と評価方法
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評価基準
（達成目標1について）
①講義で解説された多相・多成分系の現象について理解したうえで説明されている。
（達成目標2について）
②指定された系にギブスの相律、クラペイロンの式、クラウジウス-クラペイロンの式を適用して自由度の算出、相変化にともなう熱量の計算がされている。
（達成目標3について）
③多相・多成分系でマクロに観測される現象をミクロな視点から説明している。
（達成目標4について）
④レポートの課題に応じて学術論文を利用して論述されている。
評価方法
毎回の講義で実施するミニテスト（30%）（評価基準①②③）
中間レポート（30%）（評価基準②④）
最終レポート（40%）（評価基準②③④）
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履修条件
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とくにありません。
他プログラム・他専攻からの受講も受け付けます。
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授業計画
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第1回：登録・授業内容に関するガイダンス
第2回：多相多成分系の解説
第3回：クラスレートハイドレートの概要
第4回：水分子
第5回：クラスレートハイドレートの結晶構造
第6回：氷とクラスレートハイドレート
第7回：相平衡条件とギブスの相律（ギブスの相律の導出）
第8回：相平衡条件とギブスの相律（ギブスの相律の応用）
第9回：結晶核生成と界面物理化学（界面張力の概要）
第10回：結晶核生成と界面物理化学（界面張力と核生成）
第11回：結晶成長・結晶の分解（結晶成長・分解のメカニズム）
第12回：結晶成長・結晶の分解（特殊な効果）
第13回：天然のクラスレートハイドレート
第14回：クラペイロンの式・クラウジウス–クラペイロンの式（各式の導出）
第15回：クラペイロンの式・クラウジウス–クラペイロンの式（各式の応用）
定期試験：行いません
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事前学習
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Microsoft Teamsにアップロードされている次回分の資料に目を通してください。
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事後学習
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Microsoft Teamsにアップロードされている前回分の資料をもとに、ミニテストで理解が不十分であったところを学習してください。
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教科書にかかわる情報
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教科書全体備考
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必要な資料はMicrosoft Teamsにアップロードします。
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参考書にかかわる情報
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9780471661740
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Stanley I. Sandler
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John Wiley & Sons
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2006
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0849390788
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Chemical industries, 119
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E. Dendy Sloan, Carolyn A. Koh
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CRC Press / Taylor & Francis
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2008
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9780471148739
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Arthur W. Adamson and Alice P. Gast
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Wiley
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1997
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参考書全体備考
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必要な資料はMicrosoft Teamsにアップロードします。
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使用言語
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日本語
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メッセージ
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講義ではMicrosoft Teamsを使用します。
仮登録期間・登録調整期間を問わず、授業登録された方は随時Microsoft Teamsに登録します。
講義はハイブリッド形式で行います。
対面は工学部4号館212教室・オンラインはMicrosoft Teamsを使用します。
受講者は全15回の講義のうち、すくなくとも8回対面での講義に出席してください。
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オフィスアワー
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月曜日、火曜日、水曜日、木曜日、金曜日・8:30から10:30・工学部4号館405室
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メールアドレス
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この項目は教務情報システムにログイン後、表示されます。
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URL
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https://w3.u-ryukyu.ac.jp/kyasuda/
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