科目名[英文名]
熱統計力学   [Thermodynamics and Statistical Mechanics]
区分	工学部専門科目等	選択必修		単位数	2
対象学科等		対象年次	2～4	開講時期	3学期
授業形態	3学期	時間割番号	022212
責任教員 [ローマ字表記]
森下 徹也   [MORISHITA Tetsuya]
所属	工学府	研究室		メールアドレス

概要

熱力学は、我々が直接扱う（見る）ことができるスケールの物質の状態（マクロな性質）を記述する学問です。一方統計力学は、物質を構成する分子の状態（ミクロな性質）がマクロな性質をどう決めるかを記述する学問です。両者は密接に関係しており、この講義ではその関係性の理解、及び基礎概念の理解を目的とします。演習問題を解くことも大切ですが、まずは概念の理解を重視します。前半で熱力学について（「物理化学I」の復習及びその発展）、後半で統計力学について講義します。最後には、熱統計力学と密接な関係がある分子シミュレーションの話題にも触れます。

到達基準

・熱力学第一と第二法則について説明できる。 ・熱機関について理解している。 ・多数の分子が集まった時の統計的な振る舞いについて理解している。 ・統計集合と分配関数について説明できる。

授業内容

前半では熱力学の基礎を学ぶ。後半では平衡状態に限定した統計力学を学ぶ。 １．熱力学と統計力学 ２．熱と温度 ３．熱力学第一法則 ４．熱力学第二法則① ５．熱力学第二法則② ６．熱力学の諸関数 ７．統計力学の導入 ８．ミクロカノニカル集合① ９．ミクロカノニカル集合② １０．ミクロカノニカル集合③ １１．カノニカル集合① １２．カノニカル集合② １３．その他の統計集合と統計力学の応用 １４．熱統計力学と分子シミュレーション １５．まとめ（定期試験）

履修条件・関連項目

大学基礎課程の微積分及び「物理化学I」を学習済であることを前提とします。 授業時間30時間に加え、配布資料や参考書を参照し、本学の標準時間数に準ずる予習と復習を行うこと。

テキスト・教科書

なし（適宜プリントを配布予定）

参考書

・熱・統計力学の考え方（物理の考え方３）砂川重信（著）岩波書店 ・熱力学・統計力学（改訂版）原島鮮（著）培風館 ・統計力学を学ぶ人のために　芦田正巳（著）オーム社 ・基礎物理学III. 熱力学　R.A. Serway and J.W. Jewett, Jr.（著）鹿児島誠一、和田純夫（訳）東京化学同人 ・大学演習　熱学・統計力学　久保亮五（編）、裳華房

成績評価の方法

テスト（60%）、レポート点（30%）、平常点（10%） H30年度成績分布 S 13%, A 35%, B 39%, C 13%

教員から一言

熱力学・統計力学は難しい概念が多いので、復習を欠かさず行うようにして下さい。

キーワード

熱機関、理想気体、エントロピー、仕事、自由エネルギー、平均、統計集合

オフィスアワー

金曜日の授業後16:45頃まで。

備考１

備考２

参照ホームページ

開講言語

日本語

語学学習科目

更新日付

2020/01/29 13:13:48