シラバス参照
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シラバス参照
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| 講義概要/Course Information |
| 科目基礎情報/General Information |
| 授業科目名 /Course title (Japanese) |
熱力学 | ||
|---|---|---|---|
| 英文授業科目名 /Course title (English) |
Thermodynamics | ||
| 科目番号 /Code |
PHY301j PHY301k PHY301m PHY301n PHY301p | ||
| 開講年度 /Academic year |
2020年度 | 開講年次 /Year offered |
2 |
| 開講学期 /Semester(s) offered |
前学期 | 開講コース・課程 /Faculty offering the course |
情報理工学域 |
| 授業の方法 /Teaching method |
講義 | 単位数 /Credits |
2 |
| 科目区分 /Category |
専門科目 | ||
| 開講学科・専攻 /Cluster/Department |
Ⅲ類 | ||
| 担当教員名 /Lecturer(s) |
安井 正憲 | ||
| 居室 /Office |
東6-936 | ||
| 公開E-Mail |
安井<myasui@uec.ac.jp> | ||
| 授業関連Webページ /Course website |
http://www.yasui-lab.es.uec.ac.jp/netu2020/ | ||
| 更新日 /Last updated |
2020/02/25 14:16:27 | 更新状況 /Update status |
公開中 /now open to public |
| 講義情報/Course Description |
| 主題および 達成目標 /Topic and goals |
熱力学は，力学・電磁気学と共に古典物理学の基礎を構成する。膨大な数の原子・分子 等のミクロな粒子の集団から成るマクロな物質の状態を、温度、圧力，体積などのマク ロな物理量を用いて記述し，いくつかの基本原理をもとに，マクロな観点から物質の状 態がいかに変化するかを考察する学問体系である。 講義では、熱の概念、温度の概念の導入から始まり、熱力学第一法則、第二法則の意 味や意義を正しく理解し、熱機関やエントロピーについての操作や計算法を習得する。 |
|---|---|
| 前もって履修 しておくべき科目 /Prerequisites |
物理学概論第二、化学概論第一 |
| 前もって履修しておくこ とが望ましい科目 /Recommended prerequisites and preparation |
なし |
| 教科書等 /Course textbooks and materials |
教科書：伊東敏雄著 なるほどの熱学（学術図書出版） 参考書：野村・川泉共編 理工系学生のための化学基礎（学術図書出版） 三宅哲著 熱力学（裳華房） 三宅哲著 基礎演習シリーズ 熱力学（裳華房） 佐野瑞香 化学熱力学（裳華房） |
| 授業内容と その進め方 /Course outline and weekly schedule |
授業の概要 講義では以下の概念をキーワードに熱力学を解説し、理解を促す。 1）熱とは何か？ エネルギーにはいろいろな形態があるが、中でも熱エネルギーは特別な性質を持つ。他のエネルギー（電気的，力学的，化学的，原子力等）は全て、熱エネルギーに変換できるが、その逆は成り立たない。 ２)温度とは何か？ 熱エネルギーを測定する目安に、我々は日常的に「温度」を用いている。ところが、「力学」や「電磁気学」ではどこにも温度という言葉は出てこない。使われる物理量の単位は m, kg. sec, A であり、Kや℃は登場しなかった。 ３) 熱力学第一法則 様々な形のエネルギーの相互の関係を理解する。 ４）熱力学第二法則 熱を伴う状態変化の向きには決まりがある。 ５）エントロピーとは何か？ 乱雑さを計るエントロピーはどのように定義され、どのように計算されるのか。 授業計画 第１回：熱平衡と温度 第２回：偏微分と状態方程式 第３回：熱力学第一法則 第４回：断熱変化、熱容量 第５回：カルノーサイクル 第６回：熱力学第二法則 第７回：カルノーの定理、熱力学的温度 第８回：クラウジウスの不等式とエントロピー 第９回：可逆過程のエントロピー変化 第１０回：エントロピー増大の法則、不可逆過程のエントロピー変化 第１１回：熱力学関数、自由エネルギー 第１２回：熱力学関係式、Maxwell関係式、熱力学第三法則 第１３回：物質の状態変化、共存曲線、 第１４回：クラウジウス・クラペイロンの式、相転移温度と圧力 第１５回：ギブスの相律、ファンデルワールスの状態方程式 板書を主として講義を進める。 毎回の出欠を、スマホなどを利用したクイズを実施して集計する。 |
| 実務経験を活かした 授業内容 (実務経験内容も含む) /Course content utilizing practical experience |
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| 授業時間外の学習 （予習・復習等） /Preparation and review outside class |
授業の前後に教科書を一読すること。 教科書の演習問題は、課題以外の問題も学習すること。 |
| 成績評価方法 および評価基準 （最低達成基準を含む） /Evaluation and grading |
評価方法：講義には毎回出席していることを前提とする。 毎回のクイズ、宿題（計8回予定）の採点結果を、期末試験と 合わせて評価する。 （期末70％程度） 評価基準：次の３点が合格となる最低の基準である。 １）定積熱容量と定圧熱容量の違いを説明できること。 ２）可逆熱機関の諸過程（断熱過程，等温過程等）での状態量の変化を正しく理解できること。 ３）不可逆過程のエントロピーを正しく計算できること。 |
| オフィスアワー： 授業相談 /Office hours |
水曜日第5時限 その他の日時でも随時質問などに対応するが、あらかじめメールなどで連絡をしておいてほしい。 |
| 学生へのメッセージ /Message for students |
疑問が湧いたらその都度質問すること．教室での授業は一方的であってはならない． 講義中に質問が出ること事を大いに期待します． |
| その他 /Others |
なし |
| キーワード /Keyword(s) |
温度, 熱, エントロピー，カルノーサイクル，不可逆過程、熱力学関数、状態変化、状態図 |