科目名
(英訳)
熱力学
Thermodynamics
標準履修年次 1 単位数 1.5
科目番号 開設曜時限 実施学期 担当教官名 研究室 電話
FF17911 (1・2クラス)火3秋学期谷本 久典3F5145360
FF17921 (3・4クラス)火3秋学期谷本 久典3F5145360

授業概要

熱力学は、私たちにとってなじみ深いが捉えがたい熱が関係する現象を扱う学問の一大分野であり、工学の道に進まれる皆さんにとって重要な基礎知識である。力学、電磁気学とならんで、大学の初期課程で学習する所以である。熱現象は原子や分子の無秩序な運動の平均的性質として今日理解されているが、純粋な熱力学はミクロな視点から出発せず、温度や圧力といったマクロな物理量や、新しく登場するエントロピーなどの諸関数の間の関係を明らかにし、私たちのまわりで起こる現象を理解、説明しようという現象論の性格をもつ。また、偏微分や微分方程式などを用いて現象を記述するため、とっつきにくく何を行っているのかが分からない感を受けるかもしれない。そこで、登場する物理量の意味や現象の起源を説明するため、ミクロな視点からの説明も適宜織りまぜながら授業を進める。

授業内容

1 熱力学の基礎:
    温度、熱平衡、状態方程式
2 熱力学第1法則:
    熱力学第1法則、準静的過程(定積、定圧、断熱変化)、理想気体の比熱
3 熱力学第2法則:
    カルノーサイクル、熱力学第2法則、不可逆変化、熱機関の効率、
    エントロピー、エントロピー増大の原理
4 熱力学関数と変化の方向:
    自由エネルギー、マクスウェルの関係式、クラウジウスの不等式、
    平衡条件、混合のエントロピー

成績評価規準

学期の中間及び学期末に筆記試験で学力を評価し、規定に従って成績を定める。

試験日程予定

中間試験:12月
期末試験:期末試験期間中
 ※ 詳しい日程は担当教員から連絡する。

教科書

「熱力学」 三宅 哲著 (裳華房)

学習上の注意

登場する物理量や諸関数の意味を理解し、いくつかの基本法則から導かれるそれら物理量の間の関係(方程式)を使えるように理解することを目的とする。試験においても、公式や原理などの単なる暗記ではなく、それらの意味するところを理解しているか、さらには現象の数学的物理的な説明に適用できるかを問う問題を出題するので、そのような学習を心掛けてください。

履修上の注意

平成29年度入学者対象。平成25~28年度入学者は再履修者用科目 FF17941「熱力学」を履修すること。平成24年度以前入学者は再履修者用科目 FF10931「熱力学」(再履修者対象:2単位)を履修すること。