<理工共通>熱力学
理工学部 - 機能創造理工学科
SCT68300
コース情報
担当教員: 足立 匡
単位数: 2
年度: 2024
学期: 春学期
曜限: 水2
形式: 対面授業
レベル: 200
アクティブラーニング: なし
他学部履修: 可
評価方法
レポート
10%
定期試験
定期試験期間中
50%
中間試験
授業期間中
40%
詳細情報
概要
熱力学は,熱的な現象を巨視的(マクロ)な視点から取り扱う学問である。第一法則(エネルギー保存則)と第二法則(エントロピー増大の原理)に基礎を置く熱力学の理論の基礎を理解し,種々の熱力学ポテンシャルの使い方を身につけることを目指す。この科目の学修を通して物理学の体系的な理解を目指すとともに,科学・技術の諸問題を幅広い視野,国際的視野から解決する基礎的な能力を修得する。
目標
・熱力学の基礎事項を理解する。 ・熱力学の恒等式やマクスウェルの関係式を使いこなして,具体的な問題が解けるようになる。 ・多様化する現代社会の抱える科学・技術の諸問題を幅広いおよび国際的視野から解決する能力を備え,科学・技術のさらなる発展へ貢献できる人材となる。
授業外の学習
【予習】(所要時間:各回80分程度)。 ・講義の内容を理解するために,参考書等で予習を行う。 【復習】(所要時間:各回110分程度) ・講義の内容を理解するために,参考書とノートなどを用いて復習を行う。また,数回配布される演習問題に取り組み,講義内容の理解を深める。
所要時間: 190分
スケジュール
- 基本的概念 -熱力学とは何か-
- 基本的概念 -熱力学の第一法則-
- 基本的概念 -熱力学の第二法則-
- 平衡の条件 -基本方程式-
- 平衡の条件 -状態方程式-
- 熱力学の構造の数学的まとめ -Eulerの関係式-
- 熱力学の構造の数学的まとめ -Gibbs-Duhemの関係式-
- 中間試験
- 過程と熱力学エンジン -可逆過程と不可逆過程-
- 過程と熱力学エンジン -熱力学エンジン-
- 過程と熱力学エンジン -カルノーサイクル-
- ルジャンドル変換と極値原理 -ルジャンドル変換-
- ルジャンドル変換と極値原理 -熱力学ポテンシャル-
- ルジャンドル変換と極値原理 -ポテンシャル最小の原理-
教科書
独自の講義ノート
熱力学および統計物理入門(上)第2版
著者: H. B. キャレン
出版社: 吉岡書店
参考書
熱力学 エントロピーを理解するために
著者: 佐々木一夫
出版社: 共立出版
大学演習 熱学・統計力学
著者: 久保亮五(編)
出版社: 裳華房