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物理学Ｃ

前期火曜日３講時川北キャンパスＢ１０１. 単位数/Credit(s): 2. 担当教員(所属)/Instructor (Position): 川勝年洋所属：理学研究科. 対象学部/Object: 理（物2組）. 開講期/Term: ３セメスター. 科目群/Categories: 全学教育科目学術基礎科目-基礎物理学. 履修年度: 2024. 科目ナンバリング/Course Numbering: ZDP-PHY103J. 使用言語/Language Used in Course: 日本語.

主要授業科目/Essential Subjects

各学部の履修内規または学生便覧を参照。

授業題目/Class Subject

物理学C (熱力学）
Physics C (Thermodynamics)

授業の目的と概要/Object and Summary of Class

熱力学とは、マクロ(巨視的)な系の示す熱の関与する物理現象の特性を明らかにする学問である。本講義では、経験法則から導き出された少数の熱力学の基本法則を基礎として熱力学の理論体系を構築する手法に関して学び、かつ具体的な事例を用いて熱力学に応用方法を学習する。

Thermodynamics describes thermal properties of macroscopic systems. In this lecture, we learn how to establish theoretical framework of thermodynamics based on a few principles(laws of thermodynamics), which are derived empirically. Several examples are also presented to help the students to understand its applications.

学修の到達目標/Goal of Study

・巨視的な系の示す熱に関する基本法則(熱力学の３法則）を理解し、熱力学的な関係式を用いて熱現象（熱機関、相転移など）を記述できるようにする。
・我々の身のまわりで起きている熱現象を熱力学的に説明できるようにする。

・Understanding the basic principles of thermodynamics and applying them to derive various thermodynamic relations.
・Obtaining a skill to describe various macroscopic phenomena using thermodynamics.

授業内容・方法と進度予定/Contents and Progress Schedule of the Class

１．熱現象と熱力学の基礎/Thermal phenomena and basic concepts of thermodynamics
２．熱力学第１法則/1st law of thermodynamics
３．第1法則から導かれる一般的関係式/General relations derived from 1st law of thermodynamics
４．カルノーサイクル/Carnot cycles
５．熱力学第2法則と不可逆過程/2nd law of thermodynamics and irreversible processes
６．熱機関の効率/Efficiency of thermal engines
７．エントロピーの概念/Concept of entropy
８．熱力学第3法則/3rd law of thermodynamics
９．熱力学ポテンシャルと熱力学恒等式/Thermodynamic potentials and thermodynamic relations
１０．平衡条件と熱力学不等式/Equilibrium conditions and thermodynamic inequalities
１１．熱平衡状態の安定性/Stability of equilibrium state
１２．相平衡と化学平衡/Phase equilibria and chemical equilibria
１３．相転移の熱力学1/Thermodynamics of phase transitions 1
１４．相転移の熱力学2/Thermodynamics of phase transitions 2
１５．まとめ/Conclusions

成績評価方法/Evaluation Method

筆記試験(期末)により評価します。必要に応じて中間試験も行います。「授業内容確認テスト」は出席点・評価点に加味しません。

Credit is given according to the score of the final examination. There may be additional examinations during the course. The scores of the short tests given at the end of each lecture will not be considered in the decision of the credit.

教科書および参考書/Textbook and References

熱力学, 三宅哲, 裳華房 (1989) ISBN/ISSN: 4785320354 資料種別:参考書
熱力学, 小野嘉之, 裳華房 (1998) ISBN/ISSN: 4785320826 資料種別:参考書
大学演習　熱学・統計力学, 久保亮五(編), 裳華房 (1998) ISBN/ISSN: 4785380322 資料種別:演習書
Themodynamics(in Japanese), Satoru Miyake, Shokabo (1989) ISBN/ISSN: 4785320354 資料種別:Reference
Thermodynamics (in Japanese), Yoshiyuki Ono, Shokabo (1998) ISBN/ISSN: 4785320826 資料種別:Reference
Exercise Thermodynamics and Statistical Mechanics (in Japanese), Ryogo Kubo (Ed.), Shoabo (1998) ISBN/ISSN: 4785380322 資料種別:Exercise

授業時間外学修/Preparation and Review

講義の終了時に、適宜授業内容確認テストを行う予定です。解答は次回添削して返却するが、その内容について復習しておいてください。

At the end of each class, a short test will be given. The answers will be checked and returned at the next class. Students are requested to review the contents of the test.

授業へのパソコン持ち込み【必要/不要】/Students must bring their own computers to class[Yes / No]

各回の講義の最後に小テストを実施します。小テストはGoogle Classroomから出題し、回答もClassroom より行っていただきますので、手書きの解答をスキャンし、ClasasroomにアップロードできるようにPCとカメラ（あるいは携帯電話等）を持参してください。
At the end of every lecture, the students are asked to answer a small quiz. Students are asked to download the problem and upload the answer from/to Google Classroom. Thus, the students are asked to bring a PC and a scanner (or mobile phone, etc.).

その他/In Addition

質問は随時受け付けます。/Students are encouraged to ask questions during the class/after the class.