熱力学(1)[23C2109]

科目名
Course Title
熱力学(1)[23C2109]
Thermal Physics (1)
科目区分・科目種 物理学科 クラス 物理学科
コンピテンシー
カラーコード
単位数 1.0単位 履修年次 2

担当教員 冨吉 良徳
学期 3学期
曜日・時限・教室
木曜 5 6 理学部1号館201室

(1)、(2)が付く科目の履修方法
この科目は、(1)及び(2)を連続して履修してください(シラバスは両方とも確認してください)。
ただし留学により連続して履修できない場合は、担当教員に申し出てください。

受講条件・その他注意
力学と電磁気学が履修済であることを仮定します。

授業の形態
講義

教科書・参考文献
教科書:和達三樹・十河清・出口哲生著『ゼロからの熱力学と統計力学』(岩波書店)
参考書:戸田盛和著 物理入門コ−ス 熱・統計力学 岩波書店
演習書:久保亮五編 大学演習 熱学・統計力学 裳華房

ALH区分
ALHを実施しない

アクティブラーニングの技法
AL技法は授業に用いない

評価方法・評価割合
期末試験=60%,小論文(レポート)=40%(学期末のレポート)

主題と目標
熱のやりとりを含むマクロな世界の物理現象を普遍的に記述できる「熱力学」の基礎を「統計力学」に簡単に触れながら解説します。
和達三樹他著『ゼロからの熱力学と統計力学』(岩波書店)の教科書に基づき、熱力学第1法則(エネルギー保存則)や熱力学第2法則(不可逆性)、また熱力学関数などを学びます。
熱力学において重要なエントロピ−の概念とその統計力学的な意味を理解しながら、熱力学の基礎と統計力学の初歩を身につけることを目標とします。

授業計画
前半では、熱力学の基礎を具体例を通じて系統的に学びます。
系の熱力学的な状態を理解するために、部分的に系のミクロな情報も考察します。
具体的には、以下の内容を取り扱います。
(各回数は目安であり、講義の進度や履修者の理解に応じて変更があり得ます)

1. 導入[2回]
・温度と熱
・状態方程式
・示量変数・示強変数
・必要な数学の確認

2.熱力学第1法則[2回]
・内部エネルギー
・断熱過程
・比熱

3.熱力学第2法則[3回]
・熱力学原理(トムソンの原理など)
・熱機関の効率
・カルノーサイクル

第8回に試験を行います。

時間外学習
自分で好きな教科書や参考書を選び読んでみてください。また、演習書を利用した自習も期待します。

学生へのメッセージ
気になる点や不明点があれば、授業中にいつでも質問をして構いません。授業後でも疑問があれば、質問に来てください。研究室は理学部1号館102室です。