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令和8年4月29日 (水)
エネルギー化学 戻る 進む 別窓で開く

🏫 エネルギー化学 電気化学

山形大学  工学部  化学・バイオ工学科  🔋 C1 📛 立花和宏

6/30時間(2単位、15回)
このWeb資料は、 テキストの持参を前提とする対面授業の参考にすることができます。 但し、Web資料の閲覧だけでは、授業の復習として不十分です。 資料は現状有姿のまま提供されます。不備な箇所も多々ありますが、ご了承ください。 また予告なく訂正・追加されることもありますので、ご了承ください。
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  1 【音声テスト】 米沢高等工業学校校歌

エネルギー化学の合格の基準

  • (1) 電池、工業電解、表面処理などのエネルギー化学のトピックについて、議論し、 小論文 にまとめ、 プレゼンテーション できることを合格の基準とする。
  • (2)継続的に電気化学やエネルギーに関連する科学技術の調査し、啓発活動を通じて得られた知識を社会と産業の発展に寄与できることを合格の基準とする。

合格の基準の注意点

プレゼンテーションの登壇の指名は、 授業に参加しているかの確認のため、 後部に座っている人、俯いている人、居眠りが疑われる人を優先します。それ以外は、無作為抽出です。 特別は配慮が必要な方は、事前にご相談ください。 指名した時点で、返事がなかった場合、欠席になります。その場合、平常点の申請はできません。 急な体調不良などで、授業時間内に席を外す場合は、教員が把握できるよう、断って、前の扉から出入りしてください。長時間にわたって席を外す場合は、欠席になります。

登壇後に「わかりません」「テキストをもっていません」などに類する発言をした場合や あるいは、指名後に「ちょっと待ってください」などとネット検索をはじめた場合は、 実態として授業に参加していなかったことになるので、平常点の申請はできません。 平常点を申請した場合は、不正行為として扱うことがあります。 また、授業の妨げになるそのような行為繰り返した場合、履修を辞退いただくことがあります。 授業に参加して、いつ指名されても発言できるよう、授業時間中は、自分の考えをまとめましょう。

授業に参加したくない方は、ほかの学生の迷惑となりますので、最初から履修しないでください。 なお、居眠りは不正行為ではありません。教室にいる場合は、授業に参加する意思があるとみなして、 居眠りしている方を、優先的に指名します。熟睡したい場合は、欠席して平常点を申請しないでください。

「内職」は学習時間に含まれません。内職をしながら平常点を申請することは不正行為です。内職が疑われる場合、本人に承諾を得ることなく写真撮影する場合があります。内職するぐらいなら授業を欠席してください。


カラーアルマイト

  2 カラーアルマイト
©Copyright K.Tachibana * , C1 Lab.

スマホのボディーにはアルミニウムに着色した着色アルマイトが使われています。

アルミニウムをアノード酸化して、表面に多孔質酸化皮膜をつくり、その孔に 染料を入れて吸着します。

1 ) 2 ) 3 ) 4 ) 5 ) 奥野製薬 保土ヶ谷化学

1923

  3 1923年(大正12年)ごろの電気化学教室(現: C1ラボラトリー伊藤智博研究室 *

戦後、 米沢高等工業学校 が山形大学工学部になってから工学部には高分子、化学、機械、電気の学科があり、高分子化学(H)、材料(T)、応用化学(C)、化学工学(K)、機械工学(M)、精密機械(S)、電気工学(E)、電子工学(A)の専修コースに分かれていた。 そのうち化学系には応用化学系( C1電気化学 、C2:分析化学、C3:天然物、C4: 石油化学)があり化学工学系(K1:流体・伝熱、K2:反応工学、K3:粉体工学、K4: プロセス制御)というように それぞれの学問体系に研究室が割り振られていた。 その後、C5:合成化学、C6:無機材料化学、C7:有機材料化学の研究室が増えた。

この講義は、松木健三先生が電気化学として担当されていました。その後、 仁科辰夫先生がご担当されていましたが、一時期物理化学に併合されました。電気化学は工学部の応用化学であり、物理化学は理学部の理論化学なので、本来趣を異にするものです。そのあと吉田司先生が着任されて電気化学として復活した際、あらためて仁科辰夫先生と立花が半分をオムニバス形式により担当していました。その後、吉田司先生が他学科に移られたため、再び仁科辰夫先生と立花で、複数教員担当方式により全コマ担当するに至りました。さらに時代の要請をうけ「電気化学」から「エネルギー化学」へと科目名の変更がなされました。仁科辰夫先生のご退職に伴い、後継者不足から、立花が単独で担当することになりました。工学にはなくてはならないエネルギーとモノづくりの関係をについて、よりよい講義ができればと思います。よろしくお願いいたします。


  1 物理学の歴史
西暦 出来事
ものさし長さ
1604 ガリレイ(伊)落体の法則を発見、地動説を発表。
振り子時計 ( ⏱ 時間)
1687 ニュートン (英)、万有引力の法則を発見。
温度計 ( 温度)
18世紀 熱素の否定
1760 ワット(英)、 蒸気機関🚂を発明
1788 クーロン (仏)静電気に関するクーロンの法則を発見。
ボイルシャルルの法則 🔥⇒💪
1800 ボルタ(独) 👨‍🏫 ボルタ電堆 ⚖️ 📏
1820 アンペール(仏)、電流の発見
1831 ヘンリー(米) モーターの発明。
1833 ファラデー(英) 電気分解の法則を発見
1840 ジュール (英)電流の熱作用の法則を発見。 📏
発電機 💪⇒⚡
20世紀
1905 アインシュタイン(独)特殊相対性理論
1924 ボーズ・アインシュタイン統計
1926 シュレーディンガー(独)波動力学の確立
1931 ウィルソン(英)半導体の理論
1948 トランジスタ
1960 レーザーの製作、マイマン(米)
1966 光ファイバーによる 通信、カオ(中)、ホッカム(英)
1970 CCDセンサーの発明、ボイル(加)、スミス(米)
1980
物理量 化学・バイオ工学英語 エネルギー化学
👨‍🏫 物理学史

  2 0.  29  エネルギーの種類
kWhJ 関係式 示強性変数 示量性変数 物質量あたり
マクロ
粒子あたり
ミクロ
🧪 化学G ⚖️ G=⊿H-TS 化学ポテンシャル 物質量〔mol アボガドロ数
NA
🔥 R T, kB T, ) 🖱
Q= TS
RT
温度 T 〔Kエントロピー S 〔J/K気体定数 R 〔J/K・mol ボルツマン定数  kB 〔J/K
💪 力学 p V ⚖️  E 🖱 W= pV 圧力 p 〔Pa 体積 V 〔m3理想気体のモル体積 x 〔L/mol
電気n F E , e Φ 🖱
E=VQ
E=nFE
電圧 V 〔V 電気量 Q 〔C ファラデー定数 F 〔C/mol 電気素量 e 〔C
🌟 hν E=hν 振動数 ν 〔Hzプランク定数 h 〔J・s
原子力m c2

エネルギーは、工業の 原料であり、貴重な 資源です。

エネルギーは、相互に エネルギー変換できます。 エネルギーは保存則でなくなりません。 気体の状態方程式 は、熱エネルギーと運動エネルギーの保存を表しています。

p V = n R T

しかし、効率は100%にはなりません。 有効な仕事として利用できるエネルギー(エクセルギー)の割合は減っていき、廃熱(アネルギー)の割合が増えていきます。 その意味で、熱エネルギーはエネルギーの廃棄物と言えます。

数式- 174
数式- 141
状態量 👨‍🏫 電気エネルギー ⚖️ 電気エネルギー EJ


質の高い教育をみんなに

  4 質の高い教育をみんなに
*

エネルギーをみんなに、そしてクリーンに

  5 SDGs エネルギーをみんなに、そしてクリーンに

すべての人々の、安価かつ信頼できる持続可能な近代的エネルギーへのアクセスを確保する。

世界人口のおよそ4分の1が電気のない生活をしており、それ以上の人々が料理や暖房のための現代燃料を利用できない。

目標7を構成する5個のターゲット 🔷

産業と技術革新の基盤を作ろう

  6 産業と技術革新の基盤を作ろう

SDG 9は金融、テクノロジー、技術の支援、研究、 情報通信技術へのアクセス増大によって達成される。

目標9を構成する8個のターゲット * 👨‍🏫 産業と技術革新の基盤を作ろう 👨‍🏫 JIS(日本工業規格・日本産業規格)

つくる責任、つかう責任

  7 つくる責任、つかう責任

SDG 12は、環境に有害な材料の管理に関する特定の政策や国際協定のような措置を通して、消費や生産パターンを促進することを目指す。ゴールが2020年までに達成したいと目指すターゲットは、そのライフサイクルを通して化学物質や 廃棄物を環境上健全に管理し、 それらが大気、水、土壌に放出されるのを大幅に減らし、人間の健康と環境に対する悪影響を最低限に抑えることである。


パートナーシップで目標を達成しよう

  8 パートナーシップで目標を達成しよう

*

C1電気化学


✍ 平常演習

平常演習・課外報告書

💯 課外報告書 Web Class

学んだ成果をWebサーバーで発信しよう

「電気化学?なんか電気ってつくと難しそう・・・」
「なんだか学問を難しいとか苦手とかで議論するのはさびしいなあ・・・じゃあ、たとえばさ、金属のナトリウムを単離するのにどうすればいいと思う?」
「・・・」
「理屈ではまあ食塩、塩化ナトリウムの中のナトリウムイオンを還元すればいいんだけど・・・」
「・・・」
「ヒドラジンとか強力な還元剤と反応させたら単離できると思う?」
「うーん、どうだろう?」
「薬品を使った還元では限度があるんだよね・・・そこで電気の登場。電圧をかければかけるだけ好きなだけ強力な還元力が得られるんだ」
「へー」
「電気化学の前半の講義ここでは主に 物質化学工学実験Ⅱ で出てくるテーマの予習になるような内容を取り扱います!

回路計の選び方

電気回路に出てくる受動素子の種類は電気抵抗(レジスタンス)、静電容量(キャパシタンス)、インダクタンスの三種類しかありません。

電池式の書き方と電極の呼び方

化合物を表すのに化学式を使います。化学式には組成式やイオン式などがあります。 ダニエル電池 電池式 Zn | Zn2+ || Cu2+ | Cu 化合物を化学式で表すように、電池を表すには電池式があります。電池式はアノードを左側に書くのが慣例です。 電池式の縦棒(|)は相と相との界面を表しています。 界面の厚みはないものとみなします。 ? Zn | Zn2+ || Cu2+ | Cu ??? ( * ) 電池には電極があります。酸化が起きる極をアノード、還元が起きる極をカソードと呼びます。 以前はアノードを陽極、カソードを陰極と呼びましたが、正極と陽極がまぎらわしいのでアノードと呼びます。 アノードは電流が外部回路から流れ込む極です。カソードは電流が外部回路へ流れ出す極です。 アノード、カソードは電流の向きに注目した呼び方です。 それとは別に正極と負極という呼び方があります。 電位の高い極を正極、電位の低い方を負極と呼びます。 正極、負極は電位の高低に注目した呼び方です。

©2026 Kazuhiro Tachibana

このマークは本説明資料に掲載している引用箇所以外の著作物について付けられたものです。


  3 時間割
時間
0 -🕣08:50 🗑️ 廃棄 *
1 🕣08:50-🕥10:20 👨‍🏫 情報機器の購入からリサイクルまで~スマートフォンに至る歴史~ 情報処理概論
2 🕥10:30-🕛12:00 👨‍🏫 技術者倫理
3 🕐13:00-🕝14:30 👨‍🏫 無機工業化学 👨‍🏫 品質管理
化学・バイオ工学実験
化学実験Ⅱ 化学実験Ⅱ
4 🕝14:40-🕓16:10
5 🕟16:20-🕖18:50 工業技術概論 応用物理化学特論
2026_R08 Syllabus 14:16:46

【📖テキスト・📕参考書】


現代の電気化学

山下正通、小沢昭弥. 現代の電気化学 9 )
エネルギー化学 無機工業化学

工業技術基礎

山下省蔵、内藤善文、扇柳政則 工業技術基礎 10 )
エネルギー化学 技術者倫理

参考文献


エネルギー化学
q71
エネルギー化学
✍ 平常演習
💯 課外報告書 Web Class

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名称: 教育用公開ウェブサービス
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管理運用 山形大学 学術情報基盤センター

🏫 学問の自由 は、心の自由。 大学では、精神は自由であらねばならない。(松木健三)
📆 20251028 明日からやろう!インピーダンス測定・解析
名称:C1ラボラトリー
URL:🔗 https://c1.yz.yamagata-u.ac.jp/
管理運用
山形大学 工学部 化学・バイオ工学科 応用化学・化学工学コース
C1ラボラトリー ( 伊藤智博立花和宏 ) @ 米沢

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