大学教育の質の保証・向上ならびに 電子化及びオープンアクセスの推進の観点から 学校教育法第百十三条に基づき、 教育研究活動の状況を公表しています。
第百十三条 大学は、教育研究の成果の普及及び活用の促進に資するため、その教育研究活動の状況を公表するものとする。
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A.電池において還元が起こるのがアノード、酸化が起こるのがカソードである。電気を運ぶものをキャリアと呼び、電池では電子とイオンがこれに相当する。電池に電解質が用いられるのはイオンは流れるが電子は流れないため。 電池式とは電池に使われている物質を表す式で、カソード|電解質|アノード、の順に書く。 銅とアルミニウムを重ね間に人間四人を直列で繋いだときの起電力は2.07Vであった。
A.アルミニウム溶融電解セルについて理解できた。
A. import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt x = np.arange(-10, 10, 0.1) # x軸 y = np.arange(-10, 10, 0.1) # y軸 X, Y = np.meshgrid(x, y) Z = 0 for Y_off in np.arange(-7.5,7.5,0.1): Z = Z + 1/np.sqrt((X-5)**2 + (Y-Y_off)**2+1) - 1/np.sqrt((X+5)**2 + (Y-Y_off)**2+1) #∞を回避するのに分母に１を足した cont = plt.contour(X,Y,Z,colors=['r', 'g', 'b']) cont.clabel(fmt='%1.1f', fontsize=14) plt.xlabel('X', fontsize=14) plt.ylabel('Y', fontsize=14) plt.show()
A.再話）電池に関する用語の意味や歴史的背景に関して学習した。正極と負極は電位差によって定義され、充電と放電で正極負極が入れ替わることはないが、陰極と陽極は、電子の出る方向によって定義される用語のため、充電放電によってかわる。したがって正極と負極、陰極と陽極は別物である。また、電解質は電子は流さず、イオンを通して電気を流すものである。 復習）架空配電線の材質として6600V RW-AL-OCの公称断面積200ｍ㎡を選択し、計算を行った。 6600ＶRW-AL-OCはアルミ線であり、アルミの0℃の抵抗値は2.50Ω・ｍより、公称断面積200ｍ㎡を利用すると1ｋｍ当たり電気抵抗は0.125Ω/kmである。これはカタログスペックに記載された20℃の値0.150Ω/kmと大きくは変わらないと見なせる。 家電機器として電子レンジを選択する。電子レンジの500Wでの消費電力はおよそ1kWhほどである。 1kWhを6.6 kVで割ると、電子レンジの利用で流れる電流は0.15Aとなる。 米沢変電所から工学部までを5kmとすると、架空配電線の電気抵抗は0.75Ω 発熱はRI^2より0.0170W＝17ｍWつまり1kWhに対するエネルギー損失はおよそ17ｍWhであることがわかった。
A.【講義の再話】 電気化学系の3要素と呼ばれるアノード、カソード、電解質がそろうと電気分解を行うことが可能となり、電流が流れるようになる。電池式の書き方として、化合物は化学式で表記される。肥立ちにアノード、右にカソードを各。一次電池の場合、左が負極、右が正極となる。 【発表の要旨】 若林誠氏の電気力線シュミレータを使って等電位線、電気力戦、電場スペクトルを作図し、次にPythonを用いて等電位線を作図した。 【復習の内容】 現代の電気化学p。120図5.1の電極の接続様式から（b）副極式を選んだ。 若林誠氏の電気力線シュミレータを使って等電線、電気力線、電場ベクトルを作図してみた。一つの電極が片側でアノード、反対側がカソードとに立つの役割を担っていることからブスバーがある側に偏っており、等電位線対抗するアノードとカソードははお互いに強くひきつけ合い、狭い感覚の等電位線ができている。この電気力線は等電位線と直行しており、正しく直行していることから電気力線シュミレータの精度は適正であると考えられる。電場ベクトルもまた、等電位線に直行しており、アノードからカソードへ、ほぼ垂直に電流が流れていることが確認できた。対抗するアノードとカソードの間は非常に細かく混んでおり、最も電流密度が高いのはアノードとカソードがの間だと考えられる。
A.ダニエル電池を選んだ。等電位線はそれぞれの電荷を円で囲み、電気力線が放射状に出ているような形をしていてとても複雑であった。
A.【講義の再話】 等電位線と電気力線について学んだ。 【発表の要旨】 単極式か複極式か選んで、等電位線と電気力線を作図した。 【復習の内容】 単極式を選び、等電位線図を作図した。
A.電気 運ぶもの（キャリア）電荷担体 カノードMnO2 アソードZn グループ活動の写真を撮り忘れてしまいました。（グループ活動には参加しました） 等電位線と電気力線をPythonを用いて作図し、共有した。
A.再話 物質に電気を流すことで、撹拌、加熱、加圧などで得られなかった新たな材料を作ることができる。セルとは物質に通電するための仕組みの単位であり、酸化が起こる極をアノード、還元が起こる極をカソードという。アノードは電流が外部回路から流れ込む極であり、カソードは外部へと流れ出る極である。 発表の要旨 演題：等電位線と電気力線を作成 ダニエル電池を例にとって考えた。銅がマイナスイオンの担い亜鉛がプラスイオンを担う。よって、プラスの方から、電位が発生しマイナスの方へと向かう。電子は銅から亜鉛に向かって流れるので、電流はその逆向きに流れる。 ダニエル電池は1.1Vの起電力をもち、安定的で実用的な電池である。 復習の内容
A.講義の再話 電子は負極から出で正極に入る。電位差は正極補で高い。 陽極をアノード、陰極をカソードと呼ぶ。アノード＝正極ではない。 発表の要旨 等電位線と電気力線を描いてみよう 滝口裕也、?橋俊亮 現代の電気化学p120の図5.1の(a)の単極式を若林誠氏のシミュレーターで再現し等電位線と電気力線の作図を行った。 復習の内容 pythonで等電位線を作図した。コードを入力し、図が表示されたノートブックを共有した。
A.・電池式の書き方と電極の呼び方について学んだ。 ・等電位線と電力線を実際に描いた。 ・課題添付のファイル参照
A.図5.1の単極式を選んだ。 電場ベクトルはカソードの方向に向いている。つまり、電流密度が高いのはアノードとカソード間である。 等電位線はアノードとカソードの間に沿って存在する。 電気力線はアノードとカソードが交互に並んでるところアノードからカソードに向かって進んでいる。
A.私たちの班では、銅の電解精錬における等電位線をpythonを使って確認した。
A.電池式や電極について説明を受け、今までとの認識の違いがうまれた。 サイトを用いて等電位線と電気力線を求めた。 等電位線と電気力線をかいてまとめた。
A.再話：物質に電気を流すことで、撹拌、加熱、加圧などで得られなかった新たな材料を作ることが出来る。セルとは、物質に通電するための仕組みの単位のことである。酸化が起きる極をアノード、還元が起こる極をカソードと呼ぶ。アノードは、電流が外部回路から流れ込む極である。カソードは、電流が外部回路から流れ出る極である。 発表の要旨 題材：等電位線と電気力線を作成した チーム名：左後ろ メンバー：?根澤颯太、川口倖明、斎藤滉平、高橋一颯 役職：調査 復習の内容：ダニエル電池を例にとって考えた。銅がマイナスを担い亜鉛がプラスを担う。よってプラスの方から電位が発生し、マイナスの方へと向かう。電子は銅から亜鉛方向へ向かうので電流はその逆向きに流れることになる。 ダニエル電池は1.1Vの起電力を持つ電池。安定しており実用的な電池の一つである。
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A.[発表の要旨] ダニエル電池について調べた。 若林誠氏の電気力線シュミレーターを用いて等電位線、電気力線、電場ベクトルを作図した。 アノードとカソードの間の等電位線は平行した。また、電場ベクトルは等電位線に直交した。対向するアノードとカソードの間が最も電流密度が大きいと考えられる。
A.ダニエル電池 等電位線はカソードとアノードの間で区別されている。電気力線はカソードとアノードの間を直行している。電場はアノードからカソードへ向かっており、平行に向かっている。電流密度はアノードとカソードの間が大きい。
A.アルミニウム溶融電解セルについて学んだ。また、溶融塩電解によりアルミニウムが製造できることが分かった。 グループワークでは、２つの点電位の周りの等電位線を描いた。
A.ダニエル電池について調べた。 ダニエル電池の電池反応は、Cu2+ + Zn→2n2+ + Cu である。 正極反応では、Cu2+は外部回路から電子を受け取ってcuとなる。負極反応では、Znが2n2+として溶解し、外部回路へ 電子を放出している。 電気力線はcuからznに向かって流れている。
A.等電位線 電場の中で、ある点から出る経路上のすべての点で電位が同じ値を持つ線 電気力線 電場内で電荷が移動する際に受ける力を表現した仮想的な線
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A.【講義の再話】 充電と放電では電流の向きが逆転する。正極と負極は充電と放電では変わらないが、アノードおよびカソードは変化する。 【発表の要旨】 演題「等電位線と電気力線を描いてみよう」、グループ名「アノード、カソード」、共著者名「富樫聖斗、新井駆」、自身の役割「執筆-原稿作成」 若林誠氏の電気力線シミュレーターにおいて、+1と-2の電荷を置いた場合の電気力線について提出用紙に図示し、発表の際には黒板に図示することをグループで話し合った。また、Pythonの等電位線を作成した。 【復習の内容】 ●若林誠氏の電気力線シミュレーターを用いて、＋５の正電荷とー５の負電荷が置かれた場合の電気力線について作図を行った。電気力線の特徴である途中で枝分かれしないことや、重なったり、交わったりしないことを確認することができた。シミュレーターでは向きについては表示されていなかったが、プラスの電荷から出て、マイナスの電荷に入っていると考えられる。
A.復極式の電極接続様式 一つの電極が片方にアノード、反対にカソードを持つ 単極式に比べ、大電圧、小電流の様式である。
A.・講義の再話 第5回の講義では、電池式の書き方と電極の呼び方について学習しました。コイン電池の起電力や電気化学系の3要素について触れ、電池式の書き方を理解しました。 ・発表の要旨 演題：等電位線と電気力線 グループ名：記録忘れのため不明 役割：調査 共著者名：記録忘れのため不明 ダニエル電池について，電気力線シュミレータを使って等電位線、電気力線、電場ベクトルを作図しました。 ・復習の内容 p.41図2.18のDanielle電池を選びました。若林誠氏の電気力線シュミレータを使って等電位線、電気力線、電場ベクトルを作図しました。電池を放電する場合、銅がカソードとなるため、銅がマイナスの電荷です。電気力線が等電位線に直交しています。電場ベクトルは等電位線に直交しており、アノードからカソードへほぼ垂直に電流が流れていることが確認できました。また、対抗するアノードとカソードの間の等電位線は混んでおり、最も電流密度が大きいのは対抗するアノードとカソードの間と思われます。
A.【講義の再話】 陽極側(プラス極側)がアノードであり酸化が起こる方、陰極側(マイナス極側)がカソードであり還元反応の起こる方であり、正極と負極とは違うことを学んだ。 【発表の要旨】 グループ名 後ろ メンバー 小泉まい 川前勇斗 斎藤里奈 小林太陽 関馨太 ダニエル電池を選択して若林誠氏のシミュレータを用いて等電位線、電気力線、電場ベクトルを作成し、発表用紙に示した。 【復習の内容】 電池としてダニエル電池を選択し、電気力線シミュレータによって等電位線、電気力線の作図をした。電荷は+2と-2を設置した。またcolabにて等電位線の作成、グループ内での共有を行った。電気シミュレータにて電場ベクトルを表示しシミュレータの高いところから低いところに電流が流れる、すなわち＋の電荷から-の電荷へのベクトルを確認することが出来た。
A.私たちのグループでは、ボルタ電池の等電位線と電気力線を若林誠氏の電気力線シュミレータを用いてかいた。私はこれまで，コンピュータのプログラミングを用いてグラフにまとめることが苦手でありましたが，内容を理解すればこんなに簡単に作ることができることがわかりました．
A.私たちはダニエル電池を取り上げた。電気力線シュミレーターを用いて電気力線を描くと等電位線と直行した。等電位線はアノードとカソードのちょうど中間で直線を描いた。
A.複極式の時の等電位線の図を書きました。
A.電気力線シミュレータをつかってみたところ、＋の電荷では電場と電気力線の向きが同じで電荷から外側に向かって放射状に分布していました。－の電荷でも電場と電気力線の向きが一致していましたが、外側から電荷に向かう方向でした。また、電荷が大きいほど、等電位面の距離が狭いことがわかりました。二つの同符号の電荷を近づけたところ、電気力線が退けあっていましたが、異符号の電荷を近づけたところ、＋の電荷から－の電荷に向かって電気力線が分布していた。
A.物質量n〔mol〕と電気量n〔C〕は比例し、これをファラデーの電気分解の法則と言うことがわかった。 import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt x=p.arange (-10, 10,0.1) # X# y=np.arange (-10,10,0.1) # y## X,Y=np.meshgrid(x, y) Z=0 for Y_off in p.arange(-7.5,7.5,0.: Z=Z+1/np.sqrt((x-5) **2+(Y-Y off; #∞を回避するのに分母に1を足した cont=plt. contour (X, Y, Z, colors= ['r' cont. clabel (fmt='1.1f', fontsize=1 pit.xlabel('X', fontsize=14) plt.ylabel('Y',fontsize=14) plt.show() クーロメーターについて詳しく調べた。
A.+3と-3の電荷同士の等電位線と電気力線の概略図を書いた。
A.アノード、カソードなど電池に関する用語の確認を行った。 話し合いで等電力図をパソコンで再現する方法がよくわからず、困った。 家で再チャレンジしたが、あっているのか分からなかった。
A.「講義の再話」 電池式、等電位線、電気力線について学んだ。等電位線、電気力線は平面上で交わることは無い。 「発表の要旨」 演題：等電位線と電気力線を描いてみよう チーム名：アノード、カソード メンバー：滋野玲音、富樫聖斗、篠原凛久、新井駆 若林誠氏の電気力線シミュレーターを使って等電位線を作図した。 「復習の内容」 等電位線と電気力線の書き方について調べた。
A.電気力線が一定的で、電場も一定で、電流密度が少し複雑であった。 実際に手書きしてみるととても大変だったため、機械的な処理の方が効率よくかつきれいな電気力線を描くことができると考えた。
A.授業内では、電解セルの組み立て、電池式の書き方やアノード、カソードについて学習した。 また、グループワークとして以下の内容で討論を行い、グループの結論を導いた。 このグループワークにおいて、私は執筆-原稿作成に取り組んだ。 演題：等電位線と電気力線を描こう グループ名：画家志望 共著者名：平尾朱理、宍戸智哉、佐藤智哉 現代の電気化学p.120の図5.2の電極の接続様式から(b)複極式を選んだ。若林誠氏の電気力線シミュレータを用いて等電位線、電気力線、電場ベクトルを作図した。等電位線は、膜を隔てて隣接したアノードとカソード野間に平行して存在していた。また、電気力線はアノードから隣のカソードに向けて線が伸びており、全体的に見ると両端のアノードからカソードに向けて大きく曲線を描いていた。電場ベクトルは、ベクトルの方向が等電位線に直交する方向で、アノードからカソードに向けて電流が流れていることがみてとれた。 授業時間外の取り組みとして、電極の接続様式が複極の場合の等電位線と電気力線、電場ベクトルを紙面上に作図した。
A.セルには電極があり、通電するだけでなく電気を取り出すのにも使う。この場合はセルを電池と呼ぶ。セルをいくつか直列に繋いで、電気エネルギーを取り出せるようにしたものをバッテリーと呼ぶ。
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A.私のグループではダニエル電池を選んだ。等電位線は楕円を描き、電気力線が放射状に出ているような形が観察できた。
A.講義の再話 電池式の書き方と電極の呼び方について学んだ。 発表の要主 電気化学やダイオード、半導体素子では外部回路から電流が流入する電極をアノード、外部回路に電流が流出する電極をカソードと呼ぶ。 復習の内容 電池式は銅板と水溶液に電離している分子で構成される。
A.再話：アノードを陽極、カソードを陰極とする。水の理論分解電圧は １.２３Vである。 発表の要旨：教科書P120の図5.1電極の接続様式の(b)複極式を選択し、議論した。電気シュミレーターを使い確認した。 復習の内容：若林誠氏の電気シュミレーターを使って等電位線、電気力線、電場ベクトルを作図した。電気力線は交わらないことが確認できた。電場ベクトルで＋から-に入っていることが確認できた。
A.銅の電解精錬について調べた。正極に粗銅、負極に純銅の種板を用いて電解精錬を行う。粗銅には不純物として、ニッケルや鉛、鉄などが含まれておりこれらの不純物はイオンとして電解槽に流出したり、アノードスライムとして正極の下の堆積することが分かった。
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A.授業では、物質には電気を流すことで、撹拌や加熱、加圧とは異なる新しい材料を作ることができると学んだ。また、物質に通電する仕組みの単位を、電解槽やセルという。 ワークショップでは、電気力線シュミレータを使用し、＋5同士の電気力線と等電位面について議論した。 電気力線シュミレータを使用するのは初めてだったので、シュミレータの操作を理解するのが大変だった。
A.若林誠氏の電力力線趣味レーターを使って等電位線、電気力線、電場ベクトルを作図しました。次にpythonで等電位線を作図してグループの人と共有しました。また、現代の電気化学p120図5.1の電極の接続様式から、(a)単様式を選び、作図しました。等電位線は平面上の電位の等しい点をつないだ線で天気予報にもつかわれているのをよく目にします。これによって、仕組みを理解すれば分かりやすく見ることが出来ます。
A.物質に電気を流すことで、撹拌、加熱、加圧などで得られなかった新たな材料を作ることができる。 物質に通電するための仕組みの単位を、電解槽、セルという。 セルには電極があり、通電するだけでなく電気を取り出すのにも使う。この場合はセルを電池と呼ぶ。 セルをいくつか直列につないで、電気エネルギーを取り出せるようにしたものはバッテリーと呼ぶ。 ボルタ電池の例を選んで等電位線、電気力線を作図してみた。 等電位線は＋側と－側で似たような形になった。真ん中でまっすぐ縦方向に線が引かれた。電気力線は等電位線に直行するようにひかれていた。 様々な電池においての等電位線、電気力線を作図してみた。
A.講義の再話 様々な電池の種類とその仕組み、電極付近でどのような反応が起きているかを学んだ。 発表の要旨 グループ名：アノード、カソード 共著者名：富樫聖斗、篠原凛久、滋野玲音 若林誠氏の電気力線シミュレーターを用いて+１と－２の電荷における等電位線、電気力線、電場ベクトルのシミュレーションをおこなった。 復習の内容 電気力線のプログラムの仕方について調査することができた。
A.講義の再話 電位が高い方が正極、低い方が負極である。カソードとは電流を流す極、アノードは電流を吸う極であり、アノードは負極ではない。電気を運ぶものには電子、イオンがある。雷は物質の高さ、電気の通しやすさによって落ちる場所が決まる。電池の電解質は電子絶縁体でなくてはならない。 発表の要旨 グループ名：アノード、カソード 共著者名：新井駆、篠原凛久、滋野玲音 若林誠氏の電気シュミレターを用いて、等電位線をシュミレーションした。 復習の内容 現代の電気化学p.41図2.18のDaniel電池を選んだ。 等電位線は、電池内の隔膜で対象となっている。電気力線は、隔膜での等電位線以外直行していない。電場ベクトルの方は、等電位線に直行しており、アノードからカソードへ、ほぼ垂直に電流が流れていることが確認できた。等電位線が混んでいるのは、各極付近であり、その場所の電流密度は高いと考えられる。
A.一対の電極を備え電解質を支える一組をセルということや、正極をアノード、負極をカソードということを学び、電気化学についての理解を深めました。 [等電位線と電気力線を描いてみよう] 6C47F574-2918-42DC-8ED6-0439406A1912.jpeg
A.若林誠氏の電気力線シミュレータを使用し、電荷の増減、移動を行い等電位線、電気力線、電場ベクトルの変化を確認を行いました。確認の結果、等電位線が直線になる条件としては同強度の正負が逆の電荷が各1個ずつ、ないしは電荷の位置が同一かつ各電荷の和の絶対値が逆電荷の絶対値と等しくなる条件下でのみ確認した範囲では観察された。 設問２に関して、Python(colab)で作成したColab ノートブックは以前の講義で使用したものを使用引き続き使用し課題に取り組みました。
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A.ボルタ電池の等電位線と電気力線を描いた。
A.【講義の再話】 アノードは、電流を吸い込む極(陽極)であり、カソードは、電流を持っている極(陰極)である。また、電解質は、電子絶縁体である。 【発表の要旨】 私たちの班では、ダニエル電池を選んだ。等電位線はそれぞれの電荷を円で囲み、電気力線が放射状に出ているような形をしている。 【復習の内容】 ダニエル電池の等電位線と電気力線の概略図を描いた。
A.ダニエル電池の概略図、電気力線の図を描いた。
A.・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ぶ。 以前はアノードを陽極、カソードを陰極と呼んだが、正極と陽極がまぎらわしいのでアノードと呼ぶ。 アノードは電流が外部回路から流れ込む極だ。カソードは電流が外部回路へ流れ出す極だ。 アノード、カソードは電流の向きに注目した呼び方である。 それとは別に正極と負極という呼び方がある。 電位の高い極を正極、電位の低い方を負極と呼ぶ。 正極、負極は電位の高低に注目した呼び方である。 ・私たちの班はダニエル電池の等電位線や電気力線について考えた。等電位線や電気力線は出口や入り口に近いほど密になっていることが分かった。またプラスからマイナスへ矢印は向かう。 ・電解槽について復習した。物質に電気を流すことで撹拌、加熱、加圧などで得られなかった新たな材料を作ることができる。物質に通電するための仕組みの単位を電解槽、セルという。セルには電極があり、通電するだけでなく電気を取り出すのにも使う。この場合はセルを電池と呼ぶ。セルをいくつか直列につないで電気エネルギーを取り出せるようにしたものをバッテリーと呼ぶ。
A.電流と電圧の測り方や計算式についての話。 資料作成係 飯塚 小池 中島 ボルタ電池について調べ、電気力線などの図を作成した。 ボルタ電池は正極負極ともに二価であり、等電位線は電極を中心にそれぞれの楕円状に広がっている。また、電気力線では電極の中心部では正極と負極をほぼ直線状に形成され、外に行くほど渦を巻いて形成されている。
A.講義の再話：アナログ式回路計は測定時に針が振れ、中に書かれた目盛と針の位置を読み取って電圧値や電流値を測定する。一方、デジタル式回路計は数値がデジタル表示されるため、読み取る人による違いは生まれない。 発表の要旨：演題はダニエル電池の電気力線シミュレータ、グループ名は後ろ、共著者名は 川前勇斗・小泉まい・小林太陽・関馨太。授業や実験でもよく用いられるダニエル電池を選んだ。自分の役割は、概念化・正式な分析・調査であった。 復習の内容：ダニエル電池を選び、若林誠氏の電気力線シミュレータを使って等電位線、電気力線、電場ベクトルを作図した。等電位線に直行するはずの電気力線が直行していないことと、等電位線と電場ベクトルが直行し、アノードからカソードへほとんど垂直に電流が流れていることを確認した。
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A.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。 同様にセルの構成を表すのに電池式を使います。 一般に、電気の流れる向きを、横書き文字と同じように左から右に書くと読みやすいため、 左にアノード、右にカソードを書きます。 一次電池の場合は、左が負極、右が正極となります。 電池式では、 界面を縦棒（｜）で表します。
A.電気力線より、イオン化傾向の高い元素からイオン化傾向の低い元素へ電流が移動していることが確認された。 電気力線シュミレーターから、電気力線と等電位 線がほぼ直交していることがわかった。 また、アノードとカソード付近で電流密度が大きいことが分かり、電場ベクトルは等電位線にほぼ直交していることがわかった。
A.現代の電気化学p120より、複極式の電極接続様式を選びました。
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A.電気力線より，イオン化傾向の高い元素からイオン化向の低い元素へ電流が移動していることが確認された。 電気力線シュミレーターから、電気力線と等電位線がほぼ直行していることがわかった。また，アノードとカソード付 近で電流密度が大きいことがわかり、電場ベクトルは等電位線にほぼ直行していることがわかった。
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A.再話：アノードは外部の回路から電流が流れ込む電極であり、カソードはその反対である。 発表の要旨 題材：等電位線と電気力線を描いてみよう メンバー：記録していなかったため不明 グループ名：記録していなかったため不明 役職：調査 復習の内容 私たちの班ではダニエル電池、単極式について議論した。また、電気力線とは、電場を表す矢印がついた直線または曲線であることと、電気力線と等電位線は直交することを確認した。
A.ダニエル電池の等電位線と電気力線を書いた。
A.・ファラデーの電気分解では物質量と電気量は比例の関係にある。このときの比例定数はファラデー定数（F＝96485.3425)である。電気化学系の3要素はアノード、カソード、電解質である。電解質は電子絶縁体であり、電気分解は電子絶縁体破壊が起こっている。コンデンサで電子絶縁体は誘導体のことである。 ・今回のグループワークでは2つの点電荷の周りの等電位線を描いた。 ・事後学習として、等電位線を描く意義について調査した。電場を視覚的に捉えようとすることが等電位線を描くことにつながっている。このとき、電気力線と等電位線が交直することが大きな特徴である。
A.電気化学の観点から、回路などの理解を深め、実際に等電位線や電気力線をかいた。
A.5再話 電池式の書き方や，電極の呼び方，セルの組み立て方について学んだ． 発表 等電位線と電気力線を書いてみよう． チーム名 画家志望 発表者 佐藤智哉 メンバー 平尾朱里 大堀颯斗 宍戸智哉 複極式を選び，その等電位線と電気力線について議論した． 復習 電極の様式から，復極式を選んだ．若林氏の電気力線シュミレータを使って等電位線，電気力線を作図してみた．等電位線は，電荷それぞれを円で囲んだような形をしていた．電気力線は電荷と横に平行な直線から，離れていくごとに曲線へと変化していた．電場ベクトルは等電位線に直行しており，加えて電流密度は等電位線が多く存在する場所で高いと考えた．
A.[再話] 人間電池は1.051Vであった。 [発表] 水の電気分解を行うときの等電位線について議論した。 [復習] 水の電気分解において等電位線は陰極周りと陽極周りで左右対称にでき、電位の傾斜は電極から離れると緩やかになっていく。 電気力線は陰極と陽極が平行になっている部分では電気力戦も並行に近い形で出ている。また電気力線は交わらない。電場はベクトルは陰極から陽極に向かって描かれ、等電位線と直行する。電流密度は陰極と陽極の間であった。
A.今回はダニエル電池の等電位線、電気力線、電場ベクトルについて電気力線シミュレーターを用いて模式的に議論した。 シミュレーターを用いた結果授業資料のダニエル電池に関する等電位線等の図と類似した。その結果を設問３で掲載した。 プラス極とマイナス極の距離が近いほど各線の密度が高くなることが分かった。 さらに各極の強さも各線の密度に比例して高くなっていた。
A.ダニエル電池を選んだ。 等電位線は、極を円で囲ったように描かれていた。 電気力線は、プラスとマイナスの間を直行しており、外側に出るとぐるっと曲がり、放射状に広がった。
A.等電位線の広がり方と、銅と亜鉛を用いた回路と電流計・電圧計の図を描いた。
A.電気分解に使われている電子を受け取る極をアノード、逆に電子を与える極をカソードと呼びます。電解質、正極、負極の一つの塊を単セルと呼び電池もこのようにできています。その際にプラスとマイナスを電子的に直接つなぐとショートしてしまうので注意する必要があります。 チーム名 ピカチュウ 森谷僚介 村岡崇弘 高村海斗 意見の提出 銅の電解精錬について調べました。 銅の電解精錬ではアノードにニッケルや鉄が含まれている粗銅をカソードには純銅を用いています。電解質には硫酸銅(Ⅱ)水溶液を使用しており粗銅に含まれている鉛が硫酸鉛となりアノードスライムとして電解槽に沈殿します。 電気力線シミュレーションより電荷が大きく電荷間の距離が短いほど電気力線の密度も大きくなることが分かりました。等電位線は基本的には電荷を中心に同心円状に広がっていきますが、同符号の場合は等電位線が合わさり楕円上になり、異符号の場合では電荷間の中心で等電位線が直線のようになり円の形もいびつになりました。
A.アノードは外部から、カソードは内部から流れ込む電極のことを指している。 演題はダニエル電池の電気力線シミュレータ 齊藤里奈・小泉まい・小林太陽・関馨太 授業や実験でもよく用いられるダニエル電池を選んだ。 自分の役割は、概念化・正式な分析・調査 ダニエル電池を選び、電池の電気力線と等電位線を作図した。
A.電気力線シミュレータを使って＋１の電荷とー１の電荷を距離を少しとって隣に置いたところ電場ベクトルは電荷に近いほど強く、正電荷から負電荷に向かってベクトルが向いてることが分かり、電気力線に沿ってベクトルが伸びていた。等電位線は、電荷の周りに４つの円ができていて、正電荷と負電荷のちょうど中間に一本の縦にもできていた。
A.講義の再話 圧力は高いところから低いところに流れる。コリオリの力とは自転のアノードは正極ではなく、陽極である。電流が流れ出る方をカソード、電流を吸い込む方をアノードという。充電と放電では電流の向きは逆転する。正極負極は充電と放電で呼び方は変わらないが、アノードカソードは呼び方がかわる。電解質の中では電子の代わりにイオンが電気を運んでいる。電気を運ぶもののことをキャリアという。大きく分けて2種類あり、イオンと電子がある。イオンと電子の大きな違いは、イオンは質量をもっているが、電子はほとんど質量を持っていないという点である。アルカリ金属は水の中に入れてはいけない。リチウムは還元力が強い。電池の直列つなぎを発明したのがボルタであるため、ボルタ電堆という。ボルタが電池を発明したわけではない。直列を積み重ねた数のことをボルテージという。電気が流れる線のことを電気力線という。引っ張る力をクーロン力という。電位の高い方から低い方に移動する。 発表の趣旨 等電位線はそれぞれの極を囲むようにできていた。電極を貫く中心線と直行して等電位線があった。 復習 電子絶縁体について調べた。電子絶縁体は、電子が束縛されており自由電子がほとんどない状態のため、よほどの高い電圧を印加しなければ自由電子が発生しない。ガラス、ゴムは代表的な絶縁体であるが、プラスチック、木、油なども電子絶縁体であり、高い電圧を印加しなければ電子が動かない。しかし、電子が絶縁体の表面にたくさんくっつくことで静電気が発生する。絶縁体の中を電子は動くことが出来ないため、導体を近づけるとそちらへ電子は移動する。人間も導体であるため、近づけると音を鳴らして電気が流れる。絶縁体は絶縁耐力を超えるほどの高い電圧が加わってしまった場合、絶縁体は破壊されてしまい、電流が流れてしまう。
A.復極式の電極接続様式 一つの電極が片方のアノード、反対がカソードをになう。 単極式よりも大電圧、小電流の様式
A.等電位線と電気力線を描いてみた。点電荷による電気力線が一線に放射状に出ており、このとき、電気力線と直行する線をつくると点電荷を中心とする同心円が描かれた。同心円lようで電位が等しいことが見られた。
A.
A.ダニエル電池、単極式について調べた。電気力線とは、電場を表す矢印がついた直線または曲線であり、電気力線と等電位線は直交する。電場は電池を持った場所のことで単位面積に垂直な方向に単位時間に流れる電気量のことである。
A.・講義の再話 手のひらに10円玉と1円玉を乗せるだけで、電気化学の三要素が揃い、電池になる。 ・発表の要旨 「等電位線と電気力線を描いてみよう」、グループ名：「+1」、共著者：横濱和司・津嶋励野、役割：可視化 等電位線と電気力線を描き、記した。 ・復習の内容 現代の電気化学p65から、ダニエル電池を選んだ。 ダニエル電池は、正極反応ではCu2+が外部回路から電子を受け取ってCuとなり、負極反応ではZnがZn2+として溶解し、外部回路へ電子を放出するため、それぞれの半反応の方向は逆である。
A.
A.等電位線、電気力線を書くことができた。
A.講義の再話 カソードは還元が起こる電極、アノードは酸化が起こる電極であり、充電と放電で位置が反転する。電位が高く電流が流れ出る電極が正極、電位が低く電流が流れ込む電極が負極である。 グループワークの内容 銅の電気精製の等電位線と電気力線を、シミュレーターを用いて作図した。 復習の内容 電気力線と等電位線は直交していて、カソードとアノードの間は電流密度が大きいことが確認できた。
A.授業の再話 等電位線と電位力線は垂直に交わっている。また電気力線シュミレータ―により点電荷と位置を設定することで電気力線の状態をシュミレートすることができる。 発表の要旨 銅の電解精製の原理図を選び、電気力シュミレーターを使って等電位線、電気力線電場ベクトルを作図した。等電位線は、アノードとカソードそれぞれを囲むように広がっていき、アノードとカソードの間は平行になっている。電場ベクトルは、等電位線に直交し、アノードからカソードへほぼ垂直に電流が流れていることが確認できた。またアノードとカソードの間の等電位線は混んでおり、最も電流密度が大きいと思われる。 復習の内容 電気力線の性質について復習した。1.電気力線の向きは正電荷の動く向きと同じ。2.電気力線は枝分かれしたり交わったりすることはない。3.単位面積当たりの電気力線の本数は電場の強さと等しく、電場の強いところほど電気力線は密集する。
A.[講義の再話] 物質に電気を流すことで、攪拌、加熱、加圧などで得られなかった新たな材料を作ることができる。セルとは、物質に通電するための仕組みの単位のことである。 セルには電極があり、通電するだけでなく、電気を取り出すこともできる。 [発表の要旨] グループ名：kavi メンバー：清野明日美、佐々木鈴華、神山京花、有賀蘭、矢作奈々 題材：等電位線と電気力線を描いてみよう colabで等電位線と電気力線を作成した。 [復習の内容] 復極式の等電位線と電気力線を描いた。
A. 電池式や電極について学んだ。 発表では等電位線などを調べて発表した。 復習としてより詳しく調べた。現代の電気化学p.41図2.18のDaniell電池を選んだ。を選んだ。若林誠氏の 電気力線シミュレータを使って 等電位線、電気力線、電場ベクトルを作図してみた。等電位線は対向するアノードとカソードの間に平行している。等電位線に直交するはずの電気力線は、この電気力線シミュレータでは、ほぼ直交している。電場ベクトルの方は、等電位線に直交しており、アノードからカソードへ、ほぼ垂直に電流が流れていることが確認できた。また、対向するアノードとカソードの間の等電位線は混んでおり、もっとも電流密度 が大きいのは対向するアノードとカソードの間と思われる。
A.今回は電気力戦シミュレータを使い電荷+5を基準に等電位線、電気力線、電場ベクトルを作図した。
A.
A.ダニエル電池を選び、等電位線と電気力線を描いた。
A.溶融塩電解によるアルミニウムの製造、クーロメーターによる電気量の測定セル、 電解槽・電気化学セル・電池、電気化学系の3要素、電池式について学んだ。 等電位線と電気力線を描いてみよう チーム名 画家志望 書記 宍戸智哉 平尾朱里 大堀颯斗 佐藤智哉 電極の接続様式は複極式を選択して議論した。 複極式の電気力線をシュミレーターで描き、等電位線も同様にして描いた。
A.アルミニウムについて アルミニウムはホールエール法により生成される。原料はボーキサイトで、バイヤー法により生成された酸化アルミニウムを誘拐した氷晶石に加え溶融し電気分解することで生成される。１tのアルミニウムを生成するのに１４０００～１５０００kwhの電力が必要である。
A. 今回の授業では、アノードは酸化反応が起きる電極、カソードは還元反応が起きる電極であるということを学んだ。 等電位線と電気力線を描いてみよう、マーチ事故りました、平島駿、平野一真、神田燦汰、概念化、私たちのグループではボルタ電池を取り上げ、電気力線シュミレータ、pythonを参考にして作図を行った。作図に対する議論は行えたが等電位線や電場などの詳しい議論まで至ることができなかった。 授業時間外では、実際に作図しているものが正しいか調べた。
A.講義の再話 水の理論分解電圧について学んだ。1.23V。 発表の趣旨 ダニエル電池の等電位線は電池内の隔膜を挟んで対称である。また、電気力線は2つの電極間で緩やかな曲線が確認された。電場ベクトルは等電位線に直交している。電流はアノードからカソードに、ほぼ垂直に流れていることが確認できた。 復習の内容 電気力線シミュレータを用いて等電位線、電気力線、電場ベクトルを作図した。
A.ダニエル電池 等電位線はそれぞれの極に楕円を描いた状態 電気力線は上記の楕円に対して垂直に描かれた線で、等電位線に対して放射状に描かれた 電場と電流密度については詳しくはわかりませんでした。
A.電気力線を実際に書いてみて、電荷が大きければ大きいほど電気力線の数が増え、それに伴って等位電線の数も増えた。電気力線は電荷同士を滑らかに繋ぐほぼ等間隔の線であり、等電位線は各電気力線の中央を結んだ点線で、中心部が直線でそれ以外が電荷に近づくほど歪みが小さくなっていく楕円であった。
A.ダニエル電池の放電の等電位線を書きました
A.化学実験でルミノール反応の実験を行った。 2023-08-06 23:55:30 未 未/10 Q.168 【課外報告書】化学発光を体験しよう 2 IMG_5356.jpeg 2023-08-06 23:55:15 未 未/0 Q.81 【課外報告書】ＬＣＣＭ住宅の住宅模型を作ろう 1 赤で囲ったところが、エコファームであり、青で囲ったところがソーラーパネルである。 2023-08-06 23:53:45 未 未/10 Q.81 【課外報告書】ＬＣＣＭ住宅の住宅模型を作ろう 2 IMG_5219.jpeg 2023-08-06 23:53:38 未 未/0 Q.67 【課外報告書】使用電力量を分析してみよう 1 1．待機電力が大きいテレビのスイッチを寝る前にきる。 2. 2023-08-06 23:52:21 未 未/10 成績評価申請書（単位認定申請書） 4 N・ONEを選んだ。1Ｌのガソリンの発熱量を35ＭＪとすると、35ＭＪは約10ｋＷｈに単位換算できるので、変換効率30％で10ｋＷｈのうち3ｋＷｈが運動エネルギーに使われる。つまり、N・ONEの実燃費が20km/Lであるので電費に換算すると20÷3＝6．666…km/kwhである。 比較対象の電気自動車としてテスラを選んだ。テスラの電費は6．4km/kwhであった。電気自動車を推進する方が環境に関する印象はよいが、両者の電費にさほど差はないということを今回の調査を通して知った。エンジニアの視点から考えてみると、電気自動車は電池やモーターなど部品のコストがガソリン車より高いため、利益を出すのに苦労するだろう。 2023-07-26 11:52:22 未 未/4 成績評価申請書（単位認定申請書） 3 1キロワットアワーで作れるモノで身近な工業製品として紙を挙げる。インターネットで調べたところ、紙1ｋｇをつくるために6950?13900ｗｈ必要であると分かった。13900ｗｈで1ｋｇの紙を作ることができるとすると、1ｋｗｈでは71．94ｇ作ることができる。A4サイズのコピー用紙1枚が約4ｇなのでだいたい18枚分ということである。1ｋｗｈで作れる紙の量は意外と少なく、大切に使おうと思った。 2023-07-26 11:52:22 未 未/4 成績評価申請書（単位認定申請書） 1 21512279-阿部千愛-エネルギー化学15回目.pdf 2023-07-26 11:37:02 未 未/0 Q.96【平常演習】市販の電池の最大エネルギー密度を見積もろう 1 円筒形リチウム電池を選んだ。正極にはLiCo O2が使われ、負極には黒鉛やハードカーボンが適用される。 2023-07-18 21:35:27 未 未/10 Q.96【平常演習】市販の電池の最大エネルギー密度を見積もろう 2 21512279-阿部千愛-エネルギー化学0718.pdf 2023-07-18 21:35:22 未 未/0 Q.94【平常演習】電位ｐＨ図（プールベダイアグラム）を描こう 1 トタンの亜鉛めっき技術を選んだ。 これは2種類の金属のイオン化傾向を利用したものである。亜鉛めっき層は薄いため、傷がつくと鉄が露出するがそこに水が介在すると、イオン化傾向の高い亜鉛がイオンとなって溶け出し、鉄は溶けないので錆びの発生を防ぐ。 2023-07-06 06:38:31 未 未/10 Q.94【平常演習】電位ｐＨ図（プールベダイアグラム）を描こう 2 IMG_5135.jpeg 2023-07-06 06:38:27 未 未/0 Q.93【平常演習】アノード酸化膜の機能と応用を調べましょう 1 潤滑アルマイトを選んだ。潤滑アルマイトは酸化皮膜の孔にテフロン微粒子を封じ込めたものである。撥水性、摺動性に優れ、食品加工機部品として用いられる。製造工程を以下に示す。 ①脱脂 ②エッチング ③化学研磨 ④化学梨地 ⑤アノード酸化 ⑥テフロン微粒子浸漬 ⑦封孔 2023-06-30 11:07:11 未 未/10 Q.93【平常演習】アノード酸化膜の機能と応用を調べましょう 2 21512279-エネルギー化学-0628.pdf 2023-06-30 11:07:09 未 未/0 Q.57【平常演習】電気化学センサーを説明してみましょう 1 pH1メーターを選んだ。pHメーターは水溶液中の水素イオン濃度を測定する電極である。2つの基準電極が、水素イオンだけを透過する薄膜に隔てられていることで膜の両側に電位差が生じる。この電位差を測定することでpHが測定できる。この構造に加え、温度補正用のサーミスターが加わったものが実際にpHメーターとして利用される。 2023-06-25 12:17:35 未 未/0 Q.57【平常演習】電気化学センサーを説明してみましょう 2 21512279-エネルギー化学-0615 (1).pdf 2023-06-25 12:17:30 未 未/0 Q.85【平常演習】電気化学測定法を調べよう 1 電位差測定法を選んだ。電位差測定法は、溶液中のイオン濃度や酸化還元電位を測定することでpHメーターなどに用いられる。 イオンの測定は、溶液中のあるイオンに選択的に応答する膜をもった電極を作用電極として用いる。 pH標準液に電極を浸し、温度一定の条件下で電位差とpHの関係を求めると以下に示す図のように、膜電位差からpH値を知ることが出来る。 2023-06-17 06:57:22 未 未/0 Q.85【平常演習】電気化学測定法を調べよう 2 21512279-エネルギー化学-0615.pdf 2023-06-17 06:57:18 未 未/0 Q.83【平常演習】水電解のエネルギー変換効率を求めてみましょう 1 表5.5の水電解槽からBBCの電解槽を選んだ。加圧していないので力学エネルギーの収支はないと仮定して、25℃から電解槽温度80℃までに必要な熱エネルギーの収支を計算する。 H2O(l,25)=H2O(l,80)-4.1415kJ H2(g,25)=H2(g,80)-1.584kJ 1/2O2(g,25)=1/2O2(g,80)-0.8085kJ H2O(l,80)=H2(g,80)+1/2O2(g,80)-284.051kJ よって80℃での生成エンタルピーは284.051kJとなる。 エントロピーの温度依存性はないと仮定すると、80℃の生成ギブズエネルギーはΔH-TΔSより233.6kJ/molとなる。これをファラデー定数と反応に関与する電子数2で割ると理論分解電圧1．21Vが得られる。表5.5の槽電圧2.04Vから理論分解電圧をひくと過電圧0.80Vとなる。理論分解電圧÷槽電圧より電圧効率は59%である。また、水素を理想気体として単位換算した電解電力で生成エンタルピーを割ると、エネルギー変換効率72％が得られる。 2023-06-10 12:52:35 未 未/10 Q.83【平常演習】水電解のエネルギー変換効率を求めてみましょう 2 21512279-阿部千愛-エネルギー化学67.pdf 2023-06-10 12:52:32 未 未/0 Q.79【平常演習】電極近傍の電位プロファイルを描いてみましょう 1 ダニエル電池の放電においてCu2+は電子を受け取ってCuとなり、ZnはZn2+として溶解して電子を放出している。 2023-06-07 05:28:45 未 未/10 Q.79【平常演習】電極近傍の電位プロファイルを描いてみましょう 2 21512279エネルギー化学.pdf 2023-06-07 05:28:43 未 未/0 Q.77【平常演習】めっきについて調べよう 1 めっきを施された工業製品として受軸鋼(ベアリング）を選んだ。ベアリングにはクロムめっきが施される。クロムめっきの建浴は、無水クロム酸(クロムクロム）を主成分とし、これに触媒として微量の硫酸を添加した薬品をめっき槽に投入してめっき液が調合される。クロムめっきには装飾クロムめっきと硬質クロムめっきがあり、ベアリングには硬質クロムめっきが施される。両者の違いはめっき層の厚さであり、前者は1μｍ以下、後者は1μｍ以上の厚さで形成される。 2023-05-27 16:03:23 未 未/10 Q.77【平常演習】めっきについて調べよう 2 ハルセル.pdf 2023-05-27 15:14:05 未 未/0 Q.75【平常演習】等電位線と電気力線を描いてみよう 1 アルカリ電池を選び、等電位線と電気力線を作図してみた。電池を放電する場合、マンガンがカソードであるためマンガンをマイナスの電荷として描いた。マンガンからでた電気力線が、亜鉛に接続され、電流が亜鉛からマンガンへ流れる。電気力線は等電位線に直交しているため妥当な作図だと考えられる。電場ベクトルも等電位線に直交しており、アノードからカソードへ、ほぼ随直に電流が流れていることが確認できる。また、もっとも電流密度が大きいのはアノードとカソードの間と考えられる。 2023-05-23 11:18:54 未 未/10 Q.75【平常演習】等電位線と電気力線を描いてみよう 3 21512279 0523.pdf 2023-05-23 11:18:50 未 未/0 Q.73【平常演習】電気用図記号や配線用図記号を描いてみよう 1 演習例と同様に電位差計を選んだ。電位差計とは既知の標準電圧と未知の電圧を平衡して電圧の値を測定する装置である。 電源の電圧を5VDCとする。ニクロム線の抵抗率は107．3μΩcmである。直径を0．35φとすると断面積が0．0961625mm^2となる。長さが2ｍとすると、電気抵抗は長さに比例するため演習例の2倍である22Ωとなる。よって電源のプラスから、抵抗尺を経由して電源のマイナスへ流れる電流はオームの法則より0．2Aである。電力は電圧×電流で求められるため5×0．2＝1．0Wとなる。 2023-05-10 16:53:57 未 未/10 Q.73【平常演習】電気用図記号や配線用図記号を描いてみよう 2 エネルギー化学.pdf 2023-05-10 16:53:54 未 未/0 Q.71【平常演習】送電に伴う電力ロス 1 電子レンジは500ｗで温めるときおよそ1ｋWhの電力を消費する。電力は電流×電圧で求められるので1÷6．6ｋV＝0．15Aの電流が架空配電線を流れる。変電所からキャンパスまでの距離は5ｋｍであるので5×0．187＝0．935Ω。発熱は電気抵抗×電流＾2で求められるので0．935×（0．15）＾2＝0．021W。1kWhに対するエネルギー損失はおよそ21mWであると分かる。 2023-05-02 11:22:31 未 未/10 Q.66 【平常演習】1キロワットアワーで走れる距離 1 N・ONEを選んだ。1Ｌのガソリンの発熱量を35ＭＪとすると、35ＭＪは約10ｋＷｈに単位換算できるので、変換効率30％で10ｋＷｈのうち3ｋＷｈが運動エネルギーに使われる。つまり、N・ONEの実燃費が20km/Lであるので電費に換算すると20÷3＝6．666…km/kwhである。 比較対象の電気自動車としてテスラを選んだ。テスラの電費は6．4km/kwhであった。電気自動車を推進する方が環境に関する印象はよいが、両者の電費にさほど差はないということを今回の調査を通して知った。エンジニアの視点から考えてみると、電気自動車は電池やモーターなど部品のコストがガソリン車より高いため、利益を出すのに苦労するだろう。 2023-04-22 09:31:51 未 未/10 【予習報告書】00-00 準備した教材について報告してください 1 テキストP140のMnO2を1トン製造するのに必要なエネルギーは、1700ｋW・ｈである。つまり1グラム0．0017ｋW・ｈである。 2023-04-16 14:30:06 未 未/0 【平常演習】1キロワットアワーで作れるモノ 1 身近な工業製品として紙を挙げる。インターネットで調べたところ、紙1ｋｇをつくるために6950?13900ｗｈ必要であると分かった。13900ｗｈで1ｋｇの紙を作ることができるとすると、1ｋｗｈでは71．94ｇ作ることができる。A4サイズのコピー用紙1枚が約4ｇなのでだいたい18枚分ということである。1ｋｗｈで作れる紙の量は意外と少なく、大切に使おうと思った。
A.溶融塩電解について 溶融塩電解によるアルミニウム製造 物質に電気を流すことで攪拌、加熱、加圧などで得られなかった新たな材料を作ることができる。
A.等電位線 点電荷による電気力線は一様に放射状にでている。このとき電気力線と直交する線を作ると点電荷を中心とする同心円がかける。同心円状では電位が等しいのでこの線を等電位線という。 電気力線 マイケルファラデーにより考え出された電気力の様子を視覚的に表現するための仮想的な線をいう。
A.電極は、電位が高い方を正極、低い方を負極とする。電位の高い方から低い方へと電流が流れる。エネルギー（ポテンシャル）も同じように高い方から低い方へと流れる。 具体的には、カソードはMnO2で、電解質はZnアノードだ。アノードはカソードとは逆の方向に電子が流れる。反応式は、MnO4+H^+ + e^- → MnOOH。 正極と負極は充電であっても変わらないが、電池の場合、アノードとカソードは充電と放電によって方向が変わる。 電気を運ぶものとして電荷担体があり、例えば電子やイオンが挙げられる。電池を使用する際には、直接つなぐことは避ける必要がある（短絡、ショート）。 例として、手の上に10円硬貨と1円硬貨をのせて回路を作ると、0.5Vの電圧が測定される。この場合、アノードは10円硬貨で、1円硬貨がカソードで、電解質はヒト（人体）だ。3人で回路を作成して電圧を計測すると、理論上約1.2Vが計測されるはずだ。 電池の例として、MnO2をカソード、NH4NO3aqおよびNH4Claqを電解質、Znをアノードとする電池式が挙げられる。 乾電池の起電力は1.23Vであるが、余裕を持って1.5Vに調整されている。 回路の周りには電気力線が存在し、感覚が狭くなるほどクーロン力が大きくなる。これを等電位線と呼ぶ。 今回は電池としてダニエル電池を選んだ。等電位線はアノードとカソードをそれぞれ分け隔てるように分布している。それに比べて電気力線はアノードとかソードが同じ線でつながるように分布していることがわかる。また、電流密度が大きくなるほど等電位線、電気力線の本数は大きくなり、電場はよりはっきりとしたものを示すようになった。 ダニエル電池の歴史について調べた ダニエル電池は、19世紀初頭にイギリスの化学者であるジョン・フレデリック・ダニエルによって発明された初期の電池の一つである。ダニエル電池は、当時の電気化学の研究に大きな進展をもたらし、電池技術の基礎を築く重要な発見となった。 ダニエル電池は当初、電気源として使用され、電気化学の実験やテレグラフなどの通信技術で広く利用されていた。しかし、効率の点で改良の余地があるため、後により進化した電池が開発されていった。 ダニエル電池の発明は、電気化学と電池技術の研究に大きな影響を与え、電気工学の発展に貢献した。その後の多くの電池の基本原理は、ダニエル電池の構造と化学反応から派生している。
A.等電位線と電気力線について調べた。等電位線と電気力線を書けるようになった。
A.電気力線を実線で、等電位面を点線でかいた。電荷どうしの動きがわかりやすくなった。 また、セルとは何かについて知れたし、電池式を書くことで電池式の組み立て方を覚えられた。
A.再話 電池のセルの組み立てについて講義する。 1対の電極を備え、電解質を支える1組をセルと言う。 正極(アノード)、電解質、負極(カソード)からなる。 電解質は電子絶縁体だが、電池で絶縁が破壊され、電気分解が起きる。 発表 等電位線と電気力戦を、シミュレータを利用して書いた。 復習 等電位線は高校でも習ったことなのだが、様々な用語を交えたうえで見ると、自分たちが高校で学んできたことがいかに省略されているかということが分かった。
A. アルミニウム電解セルを例に、電解の仕組みと電池式の書き方について学んだ。 チーム名は、画家志望。役割は、司会進行。メンバーは、平尾朱理、大堀颯斗、宍戸智哉、佐藤智哉。話し合った内容は、等電位線の図と等電位線について話し合いました。 私はP130の図5.4 イオン交換膜法ソーダ電解の原理図を選びました。 電場ベクトルはカソードに向かっていることがシュミレーターから分かりました。アノードとカソードの間の等電位線は交わらず、アノードはアノードの縦方向だけ混んでいて、電流密度はアノードとカソードの両極の周りだけ高いと思われる。電気力線はアノードとカソードの間に集中していることが確認された。
A.私たちの班名はダニエル電池です。 私たちの班では、ダニエル電池について調べることにしました。 電気力線シュミレーターでは、等電緯線、電気力線の作図を行い、等電位線は、それぞれの電極のに近い方では、電位線の間の間隔はせまいが、離れていくのに従って間が広くなる傾向を確認することが確認できた。 電気力線では、２つの電極間では緩やかな曲線が確認でき、電極の外側では、比較的厳しい曲線になることが、確認できた。
A. 乾電池にはカソードとアノードと電解質が含まれる。人間でも電解質としてなれる。電池式。 調査 アルカリマンガン電池
A.講義の再話 加熱、攪拌、加圧で得られない材料も電気を流すことで得られる時がある。セルとは電気を流すための仕組みの単位であり、酸化が起こる電極をアノード、還元が起こる電極をカソードという。アノードは電流が流れ込む電極、カソードは電流が流れ出る電極となる。 発表の要旨 演題：等電位線と電気力戦を描いてみよう チーム名：左後ろ メンバー：高根澤颯太 斎藤滉平 川口倖明 高橋一颯 役割：調査 復習の内容 ボルタ電池の放電をとりあげると、銅がマイナスの電荷、アルミニウムがプラスの電荷をもつ場合に相当する。 銅は正極だが、電池を放電する場合、銅がカソードになるので、便宜上、銅がマイナスの電荷として描くことになる。
A. 今ある電池はどのような電池式で成り立っているのかを学んだ。 家に帰ってから講義資料をもう一度読み直し、講義内容の理解を深めた。
<!-- 課題 課題 課題 -->
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大学教育の質の保証・向上ならびに 電子化及びオープンアクセスの推進の観点から 学校教育法第百十三条に基づき、 教育研究活動の状況を公表しています。
第百十三条 大学は、教育研究の成果の普及及び活用の促進に資するため、その教育研究活動の状況を公表するものとする。
