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Life + Chemistry

化学の講義録+大学を楽しく面白い学びの場に変える試みの記録 (北里大学・野島 高彦)

医療工学科の化学講義(3)化学とエネルギー

医療工2013

講義内容

  • エネルギーは仕事をする能力:物を動かすとか,化学反応するとか,状態を変えるとか,原子から電子を引き離すとか.
  • エネルギーにはイロイロな種類がある:運動エネルギーとか位置エネルギーとか熱エネルギーとか電磁エネルギーとか.
  • エネルギーをあらわすSI単位はJでジュールと読む.1 J = 1 N m = 1 kg m2 s-2
  • 温度は分子の運動エネルギーの尺度:熱い物体は激しく運動している分子を多く含み,冷たい物体は多く含まない.
  • ものを温めるために必要なエネルギーは,質量×比熱容量×温度変化で求められる.比熱容量は物質固有の値である.
  • 電磁波にはイロイロな種類がある:エックス線とかγ線とか紫外線とか可視光線とか赤外線とか電波とか.
  • 化学反応の前後でエネルギーの総量に変化は生じない.これをエネルギー保存の法則とか熱力学第一法則と呼ぶ.
  • 反応に伴ってエントロピーは一方的に増える.これを熱力学第二法則と呼ぶ.エントロピーとは系の乱雑さを示す尺度このと.

キーワード

γ線,TV波,位置エネルギー,運動エネルギー,エックス線,エネルギー,エネルギー保存の法則,エントロピー,可視光線,紫外線,赤外線,電磁エネルギー,電波,熱エネルギー,熱力学第一法則,熱力学第二法則,波長,比熱容量,マイクロ波,ラジオ波

おまけ:電子レンジでタマゴを加熱すると危ない

電子レンジでゆで卵をつくる器具が市販されているが,取り扱いを誤るとケガをする.加熱に電子レンジを使わなかった場合でもゆで卵の内部は圧力が高くなってる場合があり,爆発する恐れがあるので,加熱する前に穴を空けておくと安全.

感想コメント質問その他いろいろ

●一つ疑問があるがビッグバンを起こしたときのエネルギーはどこから来たものなのでしょうか?

「真空の相転移」で調べよ.

●高校では比熱容量は[J/(g・K)]でやってきたのですが,[kJ/(kg・K)]に覚え直したほうがいいですか? ただ1 000かけるだけですが・・・.問題によって使い分けたりした方がいいのでしょうか?

(1) ソレ,1000かけたらダメです.分母も分子も「キロ」を入れてあるから数値部分に変化ナシ.
(2) アレコレ余計なことを覚えない.比熱の次元は[エネルギー 質量-1 温度-1]っていうことだけわかってればおk.

●教科書のいちばん後ろにある写真は本当に先生ですか.

はい私です.今年の春に卒業して行った学生が2年近く前に撮ってくれたものです.
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●予習プリントの文章がすごくわかりやすくて感動しました.

予習プリント→エネルギー(配付:2013-04-17)

●化学と物理のつながりがよくわかった授業だった.先週と同じ単位換算があったのでこれからも意識しながら解答したい.●情熱的でよく伝わってくる.ありがたい.●楽しかったです. ●遅刻しちゃいました.一週間で一番たのしい時間なのにー.永久機関はありえないって分かってるのに,つくれたらかっこいいなーって思っちゃいます.●永久機関をつくりたい●エネルギーの話は好きなので面白かったです.●授業の最初の質問で中性子や陽子に働く力,自分も気になったので調べました.核力ですよね?もっとくわしく調べてみたいです.●物理の範囲も若干重複しているので,物理の勉強もしっかりして行きたいと思いました.●身近なものについて,化学的視点から見てみたい.●今日の講義は物理に似ていると思った.●高校のとき,2階より上から落とした水ふうせんをとれるかってやりたくて,けっきょくやらずにおわりました.何階までわれずにとれるかやりたいです.●文章だけの問題は図をイメージして解きたい.●サイエンスはまず想像することが大切だと思うので,先生みたいにちょっとした例を目の前でやってくれるとわかりやすくてよかったです.●とても物理っぽい授業で楽しかった.●高校で習ったことだったがあやふやだった.●エネルギーの定義があいまいだったのですが,先生のわかりやすい具体例のおかげでよくわかりました.ありがとうございました.●今日わかりやすくておもしろかったです.●物理でやったところの復習もできて楽しかったです.理科っていろいろな分野がつながっていて楽しい!●物理が全然できなかったのですが,今日のエネルギーの話で少し興味がわいてきました.興味のあるうちに家に帰ったら復習します!●今回は「はじめよう」がありませんでした.次回からはお願いします.●今回は物理学とリンクしている考えが多かったのでいつも以上に面白かった.●ちょっと本気出した.●チョークをぶっ壊してびっくりした.●おもしろかったです.でもチョークがかわいそうでした.●アクティブな授業ですね.チョークに容赦ない.●エネルギーにもいろいろな種類があることを知りました.光もエネルギーだと知り,なんか変な感じです.キリンについて知りたいです.象でも嬉しいです.●今日やったのはほとんど高校物理でした.●電磁波のところはちょっと物理の実験でやったのでとても興味をそそられました.●つながろうプロジェクトのBBQ楽しみにしています!今日も楽しい授業ありがとうございました.●少しだけ高校物理をかじっていたので何となく分かりました.●先生自身がつくった教科書でとても驚きました.●教科書買わなかったのですが先生のお手製のレジュメが家に帰って今日の授業をふりかえるとき役立ちます.●高校の化学に近い内容で理解しやすかった.●卵が大好きなので気を付けたいと思う.●エントロピーの増大を理由に部屋の片付けをサボろうと思っていたのに残念です.先生の授業,グレートですよ,こいつは●普段の生活でエネルギーについて考えることがなかったのでとてもかかわっていておもしろかった.●前におもちゃのファービーをレンジで温める動画をみました.Twitterで先生からのフォロー返ってくるとは思わなかったです笑

次回予告

「(4)元素と周期表」を学びます.

自宅学習

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  • 教科書の1章から2章の章末問題が解ける状態にしておく.
  • 教科書の3章を読み,例題を解く.

教科書

はじめて学ぶ化学

はじめて学ぶ化学

出席者数推移

(1)89→(2)88→(3)88