2024年度/1GGB010204

【水1】基礎熱力学 /選:工<電ｼｽ>N <前期>

理科系の学生に必要とされる物理学の基礎知識を系統的に提供する。本科目では、日常生活で体感される熱現象を基に築かれた熱力学を学習する。熱力学は熱とエネルギーの等価性を示し、また、現象が進む方向を示す。熱力学第一法則，第二法則をもとに、種々のエネルギー（熱力学関数）や気体分子運動論を学ぶ。

担当教員氏名

吉岡 礼治

科目ナンバリング

XXXPHY1M010-J1 (公大) / FLPHY2932-J1 (府大)

授業管轄部署

国際基幹教育機構（学部）

授業形態

講義

開講キャンパス

中百舌鳥

開講区分

週間授業

配当年次

1年 (公大) / 2年 (府大)

注意: 配当年次は学部・学科によって異なる場合があるので、UNIPAで確認してください。

単位数

2単位 (公大) / 2単位 (府大)

注意: 実際の単位数は学部・学科によって異なる場合があるので、必ずUNIPAで確認してください。

到達目標

熱力学は、力学では扱わなかった「物体内部の現象」を対象とし、冷・熱で体感するような巨視的な現象を系統的に整理し、構築された学問である。本科目では、物体に内包する巨視的なエネルギーと状態量エントロピーの概念を理解できることを目標とする。これらは、物体内部の現象を微視的に取り扱う統計力学の基礎となり、また物理化学や機械工学などへと広く応用される。

各授業回の説明

授業	授業内容	事前・事後の学習内容
第1回	講義のガイダンス、熱力学の基本概念：熱平衡、熱力学第０法則、温度について	高校で習った熱力学を復習し、教科書§5.1の内容を事前に読んでおいてください。
第2回	状態方程式、準静的過程	前回の授業内容について復習し、教科書§5.2,§5.3の内容を事前に読んでおいてください。
第3回	熱力学の第1法則	前回の授業内容について復習し、教科書§5.4の内容を事前に読んでおいてください。
第4回	熱容量と比熱、理想気体の断熱変化(1)	前回の授業内容について復習し、教科書§5.5,§5.6の内容を事前に読んでおいてください。
第5回	理想気体の断熱変化(2)、カルノーサイクル、熱力学の第２法則の様々な表現	前回の授業内容について復習し、教科書§5.7の内容を事前に読んでおいてください。
第6回	熱力学の第２法則	前回の授業内容について復習し、教科書§5.8の内容を事前に読んでおいてください。
第7回	中間試験、解説
第8回	熱機関の効率と熱力学温度目盛、エントロピー(1)	教科書§5.9,§5.10の内容を事前に読んでおいてください。
第9回	エントロピー(2)、不可逆過程とエントロピー	前回の授業内容について復習し、教科書§5.10,§5.11の内容を事前に読んでおいてください。
第10回	自由エネルギー	前回の授業内容について復習し、教科書§5.12の内容を事前に読んでおいてください。
第11回	気相・液相・固相	前回の授業内容について復習し、教科書§5.13の内容を事前に読んでおいてください。
第12回	気体分子運動論	前回の授業内容について復習し、教科書§5.14の内容を事前に読んでおいてください。
第13回	エネルギー等分配の法則	前回の授業内容について復習し、教科書§5.15の内容を事前に読んでおいてください。
第14回	マクスウェルの速度分布関数：気体内の分子の分布について、マクスウェル=ボルツマンの分布則、マクスウェルの速度分布関数の導出など	前回の授業内容について復習し、教科書§5.16の内容を事前に読んでおいてください。
第15回	固体の比熱：結晶の熱容量、デューロン=プティの法則、アインシュタインの比熱の式	前回の授業内容について復習し、教科書§5.17の内容を事前に読んでおいてください。
第16回	定期試験

成績評価方法

授業で行う演習、レポート課題、小テスト、中間試験、定期試験などを総合して判断する。 授業で行う演習、レポート課題、小テストによる点数４０％、中間試験と定期試験６０％により評価する。

履修上の注意

特になし

教科書

物理学（三訂版）　小出昭一郎 著、裳華房　第5章（温度と熱） （これは基礎力学B1で利用する教科書です。この教科書を使用します。）

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参考文献

適宜紹介する

オフィスアワー

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