科目名[英文名]
熱物理学入門   [Introduction to Thermal Physics]
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	022618
責任教員 [ローマ字表記]
箕田 弘喜   [MINODA Hiroki]
所属	工学部	研究室		メールアドレス

概要

【目的】熱物理学入門は物理システム工学科のカリキュラムの中で、重要な柱と位置付けられている熱・統計力学分野の、前半部分である熱力学を扱う科目であるり、専門科目の中の必修科目と位置付けられている。 【概要】私たちの周りにある物質は、すべて多数の小さな構成要素の集合体である。その集合体の状態を力学的に記述しようとすると、各構成要素のすべてに対して運動方程式を立てて、計算する必要があるが、熱力学では、少数の状態変数を用いることで、多くの構成要素の集合体の熱的状態を記述することができる。本講義では、いくつかの具体的な例を元に、さまざまな熱力学的現象が、少数の状態量を用いることで記述できることを学ぶ。

到達基準

１）熱力学的現象が、測定可能な巨視的な物理量であるいくつかの少数の状態量を用いることで記述できることを理解している。 ２）熱、仕事、内部エネルギー、エントロピー等の概念を理解している。 ３）自由エネルギーを使って、状態の変化の方向が議論できる。 本科目のディプロマ・ポリシーの観点： 　履修案内のカリキュラムマップを参照してください。

授業内容

１．熱的現象を議論するための準備、（状態量、過程などの定義について） ２．熱力学の第1法則（エネルギー保存則の熱力学への拡張） ３．定積比熱と定圧比熱の関係 ４．熱機関(カルノーサイクル）と熱力学第2法則 ５．熱機関における熱から仕事への変換と効率 　　　様々な熱機関と逆カルノーサイクル ６．変化の方向と熱力学的エントロピー 　　　エントロピーの増大と熱力学第2法則 ７．熱力学関数とMaxwellの関係式 ８．熱力学関数を使った問題の例 ９．熱平衡状態と安定性、熱力学関数の極値条件 １０．相と相転移 １１．ファンデルワールス方程式 １２．2次相転移とランダウ理論 １３．開いた系、化学ポテンシャル １４．結晶成長について（応用として） １５．まとめ、定期試験

履修条件・関連項目

学科専門科目の専門科目Ⅰに区分された必修科目である。 授業時間30 時間に加え、Moodle等を使って配布した講義資料を参照し、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

講義資料はMoodleにて配布する。

参考書

自分に合った熱力学の教科書を1冊購入して勉強してください。

成績評価の方法

期末試験の成績、および毎回の課題の実施状況について採点し、得られた点数を概ね６：４の割合で考慮して授業の理解度を総合的に判断して成績評価する。

教員から一言

考え方を理解してもらうことを念頭に講義を行いますので、必ず講義に出席し、 講義を聞いて、熱力学の考え方を理解するようこころがけてください。

キーワード

熱力学第1法則、熱力学第2法則、熱力学関数、相転移

オフィスアワー

質問があれば、随時対応する。meilでの質問も可

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

2019/10/03 8:50:12