前期 火曜日 ３講時 川北キャンパスＢ１０２. 単位数/Credit(s): 2. 担当教員(所属)/Instructor (Position): 松井 広志 所属：理学研究科. 対象学部/Object: 理（物3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.
各学部の履修内規または学生便覧を参照。
熱力学 Thermodynamics
熱力学は、我々の身の回りで起きるいろいろな熱現象（融解、蒸発、車のエンジン、生命活動に必要なエネルギーなど）、および熱的な性質を巨視的に扱う学問である。熱力学では、こうした熱過程を、熱平衡状態にある始状態と終状態で抑え、その差で説明する。本授業の前半では、熱力学の基本法則、エントロピーと熱力学関数を理解して、代表的な熱機関を取り上げ、熱現象の物理的な意味を考える。後半では、相平衡、非理想気体、および気体分子運動論など、熱力学的な現象を捉える上で必要な概念を習得する。最後に、古典統計力学に少し足を踏み入れる。本講義を通じて、我々の身のまわりで起きる熱現象が理解できるようになる。
Thermodynamics macroscopically deals with various thermal phenomena and properties like a melting and evaporation of water, engines of vehicles, and energies for vital activities. Thermal processes are described with the difference between initial and final thermal equilibrium states. In this course, students will learn and deepen their understanding of physical meaning on lows of thermodynamics, entropy, thermodynamical functions, phase equilibrium, non-ideal gas, molecular kinetic theory of gases, and additionally classical statistical mechanics.
・熱力学の基本法則、エントロピー、熱機関などの物理的な意味を理解する。そして、様々な熱現象を、自由エネルギーなどの熱力学関数と、熱力学的な関係式を用いて解析できるようにする。
・相平衡、非理想気体を扱えるようにする。
・熱現象を担う分子・原子の熱運動を、気体分子運動論に基づいて理解する。
・古典統計力学に触れる。
This course is designed to help students understand basic concepts of thermodynamics. Students learn about methods for solving various relations in connection with various thermal states and processes.
対面授業で、以下の事項を講義する。
（1）熱現象と熱力学、数学的な準備（1回）
（2）熱力学第1法則 （2回）
（3）熱力学第2法則、熱機関、エントロピー （3回）
（4）熱力学関数（1回）
中間試験と解説 （第8回目）
（5）相平衡（1回）
（6）非理想気体 （1回）
（7）混合のエントロピー、化学反応（1回）
（8）気体分子運動論 （2回）
（9）古典統計力学の基礎（1回）
期末試験と解説 （第15回目）
（1）Thermal phenomena
（2）The first law of thermodynamics
（3）The second law of thermodynamics, heat engine and entropy
（4）Thermodynamical functions
Midterm examination
（5）Phase equilibrium
（6）Non-ideal gas
（7）Entropy of mixing and chemical reactions
（8）Molecular kinetic theory of gases
（9）Introduction of classical statistical mechanics
Final examination
筆記試験（中間と期末試験）、および課題の得点により評価する。詳しい評価法については、第1回目の授業で示す。なお、筆記試験の追試、再試の申請理由は、病気、事故、忌引のみ受け付ける。
Evaluation is performed comprehensively based on assignments, and midterm and final examinations.
受講前に、プリントに目を通し、自分が所有するテキストで関連する箇所、事項を読んで勉強しておく。受講後、プリントを再度見直し、計算を自分で行い、物理的な意味を再確認する。自分なりの独学法を見出してほしい。各章の最後に課題があるので、自分で考えて解き、締切り日時までにGoogle classroomにアップロードする。
Students are required not only to submit class assignments but also to review each class using handouts.
授業の際、パソコン、タブレット端末を持ち込むことは可。
Yes.
第1回目の講義で、ガイダンスを行う。本講義を受講するに当たっての注意事項や、評価法について述べる。各章のプリントは、Google classroomに公開するので、ダウンロードしておく。また、各章の課題は、指定された締切り日時（厳守）までに回答し、Google classroomにアップロードする。
Students have to see the video materials for guidance in Japanese uploaded on the Google classroom before the first lecture.