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.【予習報告書】 説明を以下に示す。 【書誌情報】 題目 エネルギー化学 予習報告書 著者 増子香奈 提出日 2025年7月29日 キーワード エネルギー、バンド、アモルファス 【要旨】 テキストに説明のある工業製品のうち太陽光発電について述べる。太陽光発電にはn型とp型を張り合わせた素子（太陽光発電素子）が使われており、太陽光発電素子に太陽光が当たると電気が発生する。 太陽光発電には起電力が生じる。ではどのように起電力が発生しているのかを説明する。p型半導体とn型半導体の接合部にバンドキャップ以上のエネルギーを持った太陽光が当たると、そのエネルギーによって充満帯の電子は伝導体に励起され、その電子の抜けた充満帯に正孔が生じるため、電子はn側へ、正孔はp側へ移動する。すなわちp側は正に、n側は負に帯電することとなりここに起電力が生じる。 前述で述べた太陽光発電素子にはSi単結晶体、Si多結晶体、アモルファスSiの3種があるが、発電には波長1.13μｍが有効なためSi単結晶が使われる。このように光源の分光分布と素子材料の分光感度の合致するものが最良の組み合わせになるため、太陽光にはSi結晶体（単結晶体も多結晶体もほぼ同じ）が、電卓や時計などにはアモルファスSiが向いている。 【合格に関する根拠】 予習したこと、またこの内容は実際に後期中で学んだものであり、予習をすることで講義時間にに理解することができたこと、以上より合格に値すると考えられる。
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A.課外：準備した教材について報告してください 鉛蓄電池は、エネルギー貯蔵の代表的な方法の一つであり、化学エネルギーを電気エネルギーに変換してエネルギーを貯蔵します。このプロセスは、電極間での化学反応を利用して行われます。具体的には、放電時に正極の二酸化鉛（PbO2）と負極の鉛（Pb）が硫酸鉛（PbSO4）に変化し、電流が生成されます。充電時にはこの反応が逆転し、元の物質に戻ります。このように、化学反応の効率が電池の性能や寿命に大きく影響します。 鉛蓄電池の性能を最大限に引き出すためには、電極材料や電解液の選択が重要です。例えば、電極の純度や電解液の濃度が適切でないと、電池の効率が低下し、寿命が短くなります。また、鉛蓄電池はリサイクルが容易であり、リサイクルによるエネルギー消費は新規製造のわずか数パーセントに過ぎません。これにより、資源の有効利用と環境負荷の低減が可能です。 さらに、鉛蓄電池の廃棄には化学の知識が不可欠です。鉛は有害物質であるため、適切なリサイクルプロセスを経ることで環境への影響を最小限に抑えることが求められます。これにより、持続可能なエネルギーシステムの構築に貢献しています。鉛蓄電池は、エネルギー貯蔵技術の中でも信頼性が高く、広く利用されている技術です。
A.(書誌情報) 題目:使用電力量を分析してみよう 著者:須藤春翔 提出日:8/2 キーワード:消費電力 (要旨)化学発光調査期間とした4月、5月、6月の使用電力はそれぞれ562kWh、355kWh、200kWhであった。 家電の調査の対象としてエアコンを挙げた。4月はまだ寒かったため、暖房をつけていた。エアコンの暖房の消費電力は1.360kWhであった。 仮にエアコンが全体の消費電力の40パーセント程であるとすると、月あたり165時間使っていると考えられ、一日あたりだと5.5時間も使っていることになる。 節電の方法としては、温度調節、風向きの変更、極力使用を避けることが挙げられ、ネットにも同様の方法が掲示されていた。実際に5月から実施してみた。気温が暖かくなってきたこともあるが、この節電方法によって、5月は月あたり355kWとなり、確実に節電できたと考えられる。 (合格に値する根拠)実際に消費電力量を分析し節約の方法を考察、実行することが出来たと考えられるから。
A.もっと褒めてほしい課外報告書に、実際に、米沢工業高等学校の建物内に入って、昔使用していた電量計や電位差計、その他の計測機器を見学した課外報告書を選んだ。以下に、実際に見学した機器についての説明を明記する。 銀クーロメーターは、ファラデーの法則に基づいて電気量を正確に測定するための装置である。主に銀の電析反応を利用する。銀電極と硝酸銀溶液を使用し、酸化還元反応とファラデーの法則から、電流と時間を用いて、析出した銀の質量がわかり、逆に銀の質量から流れた電気量が正確にわかることを利用しているのが銀クーロメーターである。 次にポテンショメーターとは、電位を正確に測定するための高精度な電圧測定器のことで、電流を流さずに電圧を測れるのが大きな特徴である。測定方法としては、まず、抵抗線に一定の電流を流して電位勾配を作り、その電位勾配と測定したい電池の電圧を比較する。次に、ガルバノメーターを使って、電流が流れない点を探し、そのときの、スライダー位置から電圧を読み取ることで測定が可能である。 ウェストン電池とは、非常に安定した起電力を持つ標準電池で、長年にわたり電圧の基準として使用されてきた。1893年にエドワード・ウェストンにより発明され、主に、校正や測定器の基準として使用されている。陽極に、水銀と硫酸水銀、陰極にカドミウム、電解質に飽和硫酸カドミウム水溶液を用いた構造である。非常に温度に敏感で、一定温度下でのみ高精度を保てるのが特徴である。 最後に、スマートメーターとは、電気の使用量をデジタルで自動計測・送信する機械のことである。内蔵のセンサーやICで高精度に電流・電圧を測定することが可能で、30分ごとの使用データを内部に記録している。上記３つのアナログなものではなく、デジタルで、家の外などによくついている。
A.月当たりの消費電力について調査をした。これは年間消費電力量から計算し求めた。しかしどの家電も消費電力量がばらばらであったため、おのおのブランドを調査し、使用料金などから年間の消費電力量を出し、月当たりの消費電力量を求めた。
A.【電流計と電位差計について調べてみよう】 米沢工業高等学校（重要文化財）に事前に申し込み、実際に建物に入り見学をして現物を確認した。それらの現物についての解説を以下に述べる。 銀クーロメーターは応用化学科展示室に展示されていた。これは、電気量を正確に測定するための装置であり、電流計を較正するために使用する。 電位差計は電気・通信科展示室に展示されていた。これは、電池の起電力の測定などに使用される。電位測定をする際には、ブリッジを使って電流が流れない点を探し、その長さから電位を求める。 標準電池は銀クーロメーターと同じく応用化学科展示室に展示されていた。ここでは、標準カドミウム電池とノーベルカドミウム電池を確認した。これは、ウェストン電池のことをいい、カドミウムを主要な構成要素として含んでいる。正確な電池を発生させるための電池の一種である。 電力計は電位差計と同じく電気・通信科展示室に展示されていた。この原理は、電圧と電流を測定し、それらを掛け合わせることで電力を算出する装置である。また、スマートメーターを活用したスマートグリッドは、IT技術を活用することで需要と供給の両側から電力の流れを制御し、効率的な電力供給が可能となる。そのためスマートグリッドは持続可能な社会の実現に不可欠であるといえる。
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A.最新工業化学の教科書から出会ったエネルギー貯蔵と科学の関係についてリチウムイオン電池を取り上げます。現在ではLiイオン電池を意味するようになっているが、厳密的には常温型から高温型、リチウム金属系からリチウムイオン系、非水系電解質から全固体型と数種類の組み合わせがある。Liイオン電池の正極はLiCoO、が実用化されてきたが、コバルトの資源性やコスト、あるいはコバルト酸家計の安全性を勘案し、ニッケル酸化物系やマンガン酸化物系、あるいはこれらの混合体の実用化が活発になっています。一方負極には黒鉛やハードカーボンなどが適用されています。 近年の二次電池技術の進歩にはめざましいものがあります。携帯電話やパソコンに代表される民生品機器の普及とともに二次電池の性能向上とコスト低減の進化が相まって発展しました。この技術発展は、世界の中でも日本が主器種を握ってきたが、今後の技術開発も日本の技術ブレークスルーが期待されるところであります。なかでも近年の大きな特徴は、ニッケル・金属水素化物電池とリチウムイオン池の急場です。 さらに昨今、二次電池に対する新たな期待とニーズが高まっていて、それは、21世紀の主要な技術と予測される電動車両技術における主動力エネルギーとしての役割です。電気自動車やハイブリッド電気自動車および燃料電池自動車が社会ニーズとしてクローズアップされている昨今，これらの発展は二次電池の進化に大きくかかわっています。しかし、このような自動車の主動力源となる電池の開発は、小型民生用電池の開発と大きく異なるところに課題が山積しています。 これらの事を教科書から見つけまとめました。
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A.【書誌情報】 電量計と電位差計について調べてみよう 今山華百 提出日 8/6 キーワード 電量計、電位差計、クーロメーター 【要旨】 銀クーロメーターは銀の析出量から電気量を測定する装置で、ファラデーの法則を応用して高精度な計測を実現した。電位差計（ポテンショメーター）は、起電力を電流を流さずに測定できる精密機器で、標準電池として使われたウェストン電池と組み合わせて校正にも用いられた。現代のスマートメーターは電流と電圧を自動で測定・送信し、リアルタイムで電力管理を可能にする。これらの装置は、手動からデジタルへと進化し、計測技術が社会インフラの根幹を支える役割を担うようになった。 【合格に値する根拠】 実際に旧米沢高等工業学校を訪れ、実物を見て当時のことを学ぶことができた。その後も機器について詳しく調べてまとめることができ、理解が深まった。訪問のアポイントメントは私が行い、友達もこの課題に取り組むことができたので、これは合格に値する。
A.1/情報： 名前：HUYNHVINH KHANG 提出日：2025/8/4 2/要旨：予習で読んだ教科書の中で、特に印象に残ったのは『技術者による実践的工学論理』だった。この本は、単に理論を文章で説明するだけでなく、図やグラフ、具体的な事例を使って視覚的に理解できるように工夫されていた。専門的な内容でも、図を通して説明されると頭に入りやすく、今まで抽象的でよく分からなかった理論が、実際にどのように使われるのかをイメージしやすくなった。本を読む中で、実践に根ざした知識の大切さを実感したし、ただ暗記するのではなく、論理的に考える姿勢の重要性にも気づかされた。自分にとって非常に学びの多い一冊だった。 3/根拠：この授業の予習として、指定されていた３冊の教科書を一通り読んでおいた。日本語の読解力がまだ十分ではないため、読むのにかなり時間がかかったが、あきらめずに少しずつ進めたことで、専門用語や理系の言い回しに慣れてきた。辞書を使いながら理解を深め、新しい語彙もたくさん覚えることができた。特に、図や表を見ながら内容を整理することで、難しい文章も少しずつ読み取れるようになった。予習をしていたおかげで、授業中の説明がすっと頭に入り、理解が早くなったと感じている。時間はかかったが、その分しっかりと力がついたと思う。
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A. 等電位線の実測 共同研究者 栗田涼香 等電位線を実測することを目的とする。カーボン紙、ミノムシコード、テスター、アルミホイル、乾電池を用意した。まず、カーボン紙を台紙に固定し、アルミホイルを電極として両側にセットした。次に電池と電極をミノムシコードでつないだ。テスターのマイナス極を固定し、プラス極の方をカーボン紙にあてていくことで電圧を測定した。等電位の部分を線で結び、結果として等電位線図が得られた。得られた等電位線図は推定される等電位線図に形が近く目的は達成されたといえる。電極に近いほど密集しており、電場が強いことが分かった。 この課外活動を通して等電位線を実測する能力を身に受けることができた。具体的には身近なものを用いて自分で装置を組み立て測定した。それにより、等電位線が示す意味や特徴を実感することができた。測定作業への姿勢や現象を可視化する知識も得ることができた。
A.題名 電気分解による泳動と拡散を可視化しよう 著者 榎本理沙 今回紫キャベツの色素を用いて電気泳動の様子を観察しました。紫キャベツの色素はアマゾンで購入しました。紫キャベツの色素を食塩水に溶かし、寒天水をいれ温め、固めました。一時間後では１０円玉の周りが青くなり、1円玉の周りはピンク色になっていました。２時間後ではそれぞれの色の範囲が広がり、３時間後でも色の範囲が広がっていました。時間がたつにつれてそれぞれが広がり最終的に真ん中はグラデーションのようになっていました。これは、10円玉と1円玉が局部電池反応がおこり、一円玉は陽極で紫きゃべつの色素がピンクへと変化する。10円玉は陰極となり周りが青色へと変化する。一円玉はアルミであり、１０円玉は銅ということから陽極と陰極が決まると分かりました。 今回は実際に電気泳動をみて１円玉と１０円玉で電池ができるということが分かりました。実際に行い電気泳動をみたので深く理解できました。以上のことから合格に値すると考えました。
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A.【書誌情報】 題目：電量計（クーロメーター）と電位差計（ポテンショメーター）について調べてみよう 著者：日下陽太 共同実験者：浄閑祐輝 提出日：8月6日 キーワード：クーロメーター、ポテンショメーター、米沢工業高等学校 【要旨】 米沢工業高等学校（重要文化財）の建物の見学をして、ガイドの方にクーロメーター、ポテンショメーター、標準電池について説明を受けた。また、スマートメーターを共同研究者：浄閑祐輝の自宅から見つけ、写真を撮った。クーロメーター、ポテンショメーター、スマートメーターについての原理や米沢工業高等学校で使われていた理由などについて、ガイドの方から伺った。 【合格に値する根拠】 米沢工業高等学校の授業で使われるクーロメーターは、「電気量と化学反応の関係を学ぶ」、「ファラデーの法則の実証実験」、「電気回路や計測技術の工業的応用の理解」などの目的で利用されていたと考えられる。 米沢工業高等学校の授業で使われるポテンショメーターは、「電圧の精密測定」、「回路理論の理解」、実験技術の習得」などの学習目的で利用されていたと考えられる。 米沢工業高等学校の授業で使われる標準電池は、「標準電池の構造理解」、「安定した起電力の測定」、「化学反応と電気の関係」、「計測器の校正」などの学習目的で利用されていたと考えられる。 スマートメーターは、「電力の測定機能」、「通信機能」、「制御、遮断機能」の3つの技術で成り立っており、家庭やビルなどの電力消費量をデジタルで自動計測・通信している機械だと理解できた。 参考文献：「スマートメーターって何？仕組みやメリットを紹介します」（リミックスでんき）ttps://denki.remixpoint.co.jp/column/?p=1792（2025 8/6閲覧）
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A.【書誌情報】 題目：予習報告書 著者：大坂琉音 提出日：2025/6/30 【要旨】 アルミニウムはボーキサイト鉱石から精製される工業材料であり、精錬と電解精錬の工程を経て製造される。精錬には約15GJ、電解精錬には約60GJのエネルギーが必要で、合計約20835kWhの電力を消費する。これは製品価格や環境負荷に大きく影響する。近年では、リサイクル技術の進展により、再生アルミニウムの製造には新規製造の約5%のエネルギーで済むことが分かっており、持続可能なモノづくりの鍵となっている。 【合格に値する根拠】 本報告は、具体的な数値を用いてアルミニウム製造に必要なエネルギーを定量的に分析し、環境負荷やコストへの影響を論理的に考察している。さらに、リサイクル技術によるエネルギー削減効果にも着目し、持続可能性への視点を加えている点が高く評価できる。科学的根拠に基づいた思考と社会的課題への意識が融合した内容であり、合格に値する。
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A.サイリウムの観察は学生実験で得た化学発光について知識と掛け合わせて考えることができたためほめてほしい。
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A.おのしょう 米沢工業高等学校に直接訪問し、銀クーロメーター、標準電池、電位差計を観察した。どれも歴史を感じるものであった。クーロメーターは、電解質溶液に電流を流した時、析出する物質の質量と電気化学当量から電流と時間の積である電気量を求める装置である。標準電池は、起電力の標準となる電池のことで、電圧、電流を校正または測定するために使用される装置である。 陽極に水銀、陰極にカドミウムアマルガムを使用している。 ポテンションメーター(電位差計)は、電池の未知の起電力を測定するための装置である。 また、スマートメーターについては米沢工業高等学校内には存在しないと教えていただいたので、米沢市にある自分の家のメーターを撮影し提出した。
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A.書誌情報：西島光汰朗「化学発光の体験」課外報告書168 2025年8月提出 要旨：本報告では、市販のケミカルペンライトを用いて、化学発光の原理と仕組みを観察し、色の違いや持続時間に関する要因を考察した。青色と黄色の発光の違いは使用されている蛍光体に起因し、それぞれ異なる波長、振動数を示す。また、反応が長時間続く理由として、反応速度を制御するグリコールエーテルなどの成分の役割や反応エネルギーがほぼ光として放出される高効率性に着目した。 合格に値する根拠：発光色の違いに加え、なぜ当時間発光できるのかという視点を自ら掘り下げ、アレニウスの式など化学的原理と製品成分の関係を調査、考察した点が評価に値する。特に、考察を2つの観点から丁寧に掘り下げた点は、自主性と探究心の表れとして高く評価されるべきである。
A.もっともほめてほしい課外報告書は、「ペンライトによる化学発光の観察」である。理由は、身近な製品を通じて化学反応の本質を自ら体験し、その仕組みや材料に深く踏み込んで考察できたからである。市販品を単なる道具で終わらせず、構成成分や反応機構に着目した点は非常に優れており、教科書の知識と実体験を結びつけた見事な応用例といえる。この観察によって、化学が生活に直結していることを実感できた点も高く評価したい。
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A.最も褒めて欲しい課外報告書として、化学発光の挙動を観察する実験を行った報告書についてまとめる。この課外報告書では、有機実験におけるルミノール合成反応の実験の科学発行の様子をまとめた。課外報告書をまとめた日は8月5日。また当日にサイリウムの発光挙動の観察も行った。著者は白坂茉莉香。キーワードはサイリウム、ルミノール、化学発光。 この課外報告書では、化学発光の挙動の観察としてルミノール合成反応を行った際の発光の様子を課外報告書としてまとめた。有機実験と言う恵まれた環境の中で、化学発光の様子を観察できた。また、ホタルイカやホタルの発酵挙動の様子についても学んだ。 合格に値する根拠として、まず申請期間中に行った実験であること、申請期間に行った学生実験からその授業との関連を見出したこと、その学生実験から発展して、実際に自分で購入したサイリウムの発光挙動の観察も行った点などが挙げられる。化学発光は自分にとって非常に興味深いテーマであるため、様々な価格発行に興味を持つことができた。
A. 【書誌情報】 題目「使用電力量を分析してみよう」 著書 鈴木結惟 提出日 2025/7/30 キーワード 消費電力、使用時間、使用電力量、節約方法 自分の家で使用している家電などの、消費電力（w）を調べて、それぞれ4.5.6月での使用時間（h）も用いて、使用電力量（wh）の推定を行った。この計算式は、使用電力量=消費電力×使用時間であり、エクセルの表計算によって行った。計算したところ、使用電力量が、6月が最大だと求められた。この原因として、エアコンの使用だと考えた。エアコンを使用したのは、6月だけだったためである。また、エアコンの消費電力は、エアコンを付けた時に、部屋を一気に冷そうとして、高くなる。したがって、6月の使用電力量が、もう少し高くなる可能性があると考える。 4月は、寒いときに、エアコンではなくこたつを利用したため、使用電力量を抑えることができた。よって、エアコンを使いすぎないこと、また、少しの外出であれば、エアコンをつけっパなしにしておいた方が、消費電力を抑えられると考える。 【合格に値する証拠】 電力量は使用電力と使用時間の積で求めることができると学んだ。また、この知識を用いて、自身の使用している家電製品の消費電力を用いて、月ごとの電力量を推定し、節約方法を考えることができた。
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A.米沢工業高等学校は重要文化財にも登録されている。 銀クーロメーターが展示されており、電気量を可視化する装置のという実感がわく。 ポテンショメーターは、電流を流さずに電池の起電力を、標準電池の電圧を既知の抵抗線長に対応させ、被測電池が抵抗線上の長さの位置と比べることで算出するというしくみであった。 ウェストン電池は電圧や周波数のばらつきの少ない電力を供給することが目的であった。
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A. もっともほめて欲しい課外報告書は「化学発光を体験しよう」である。題目は「化学発光の体験」である。著者は石毛翼で、8月6日に報告書を提出した。この報告書のキーワードは、化学発光である。 ライブでリストバンドライトを実際に購入して発光の様子を観察した。ライブ中に様々な色に変化する様子から、その発光原理は光の三原色である赤・緑・青を比率を変えながら組み合わせたものであると考察した。 自宅と千葉のライブ会場の往復に8時間、発光原理の調査に1時間、報告書の下書きから完成までには2時間を要し、学習保証時間である8時間を満たしている。このテーマに取り組むことで、実際にライブ会場で化学発光の様子を観察することができた。そして、その発光の様子からどのようにして様々な色に発光しているのかを考えることができた。また、課外報告書の作成に対して積極的かつ真摯に取り組むことができた。
A.市販のペンライトを用いて化学発光の観察と時間経過による光の強さを確認しました。 著者名は山川騎生で、キーワードとして化学発光、過酸化水素、シュウ酸エステル、光の強さ、経過時間 今回の実験はペンライトを用いて、化学エネルギーが光エネルギーに変換される様子を発光の強さや時間経過による色の変化について観察しました。発光から時間がたたないときは、濃い青色に強い光に部屋中が包まれましたが、時間経過につれて、色が薄くなっていき、２４時間経過した時には赤色で点滅している様子で、光の強さもほとんど失われていました。シュウ酸エステルと過酸化水素の化学反応によって、光の変化の視覚的に観察することによって、熱を発生させずとも光が発生する現象を体験することができました。今回はiphoneで撮影し、部屋を真っ暗にして実験を行いました。発光の色や時間経過による様子を明確に知ることができました。
<!-- 課題 課題 課題 -->
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<a href='https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/WebClass/WebClassEssayQuestionAnswer.asp?id=444'>
<q><cite>
</q></cite>
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<a href='https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/Asp/Youzan/@Syllabus.asp?nSyllabusID='>
<a/a>・
<a href='https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/Asp/Youzan/@Lecture.asp?nLectureID='>
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</li>
<!-- 課題 課題 課題 -->
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。
