科目名[英文名]
熱統計力学   [Thermodynamics and Statistical Mechanics]
区分	工学部専門科目	選択必修		単位数	2
対象学科等		対象年次	2～4	開講時期	1学期
授業形態	1学期	時間割番号	022254
責任教員 [ローマ字表記]
村山 能宏   [MURAYAMA Yoshihiro]
所属	工学部	研究室		メールアドレス

概要

生体機能や疾病の要因となる生体内化学反応，センサーの基盤となる半導体の制御，新規材料の合成等の基本原理は，いずれも熱力学，統計力学の考え方にある。本講義では，熱力学の歴史を振り返りながら，エントロピーの熱力学，統計力学的意味について考える。これらに基づき自由エネルギー及びボルツマン因子を導入し，水と油の分離や表面張力，代謝や毒性に関わる生体分子への分子吸着等を例に用いて，その有用性について議論する。

到達基準

１．熱力学，統計力学の考え方を理解できる。 ２．熱力学，統計力学の基本的な考え方を用いて，物理現象や生命現象を理解し，説明できる。 履修案内のカリキュラムマップを参照して下さい。

授業内容

1. イントロ：力学と熱力学 2. 熱機関と熱効率：状態変化とサイクル 3. 究極の熱機関：熱力学第二法則とエントロピー 4. エントロピーの意味１：状態数と配置 5. エントロピーの意味２：最も確からしい配置 6. 熱平衡状態１：温度とエントロピー 7. 熱平衡状態２：熱平衡，力学的平衡，拡散的平衡 8. 前半のまとめ 9. 自由エネルギー１：水と油とマヨネーズ 10. 自由エネルギー２：表面張力 11. ボルツマン因子１：磁化と帯磁率 12. ボルツマン因子２：高分子の弾性 13. 化学ポテンシャルとギブス因子：気体分子の分布と大気圧 14. ギブス因子の応用：ミオグロビンの酸素吸着，一酸化炭素の毒作用 15. 後半のまとめ

履修条件・関連項目

授業時間30 時間に加え，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

参考書

白井　光雲　著，「現代の熱力学」，共立出版 チャールズ・キッテル　著，「熱物理学」，丸善

成績評価の方法

毎回の課題 50%＋試験（または最終課題） 50%

教員から一言

キーワード

エントロピー，熱平衡，自由エネルギー，ボルツマン因子

オフィスアワー

メールにて受付。時間は随時調整。

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

2020/04/23 11:27:47