物理学Ｃ

前期 木曜日 １講時 川北キャンパスＣ３０６. 単位数/Credit(s): 2. 担当教員(所属)/Instructor (Position): 岡島 淳之介 所属：流体科学研究所. 対象学部/Object: 工（1～5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

熱力学

Thermodynamics

授業の目的と概要/Object and Summary of Class

温度，圧力，エントロピー，自由エネルギーなど熱力学の基礎概念および熱力学体系を学ぶ．また，これらの理解に基づき種々の熱力学的現象や熱機器の動作メカニズムを学ぶ．さらに，非平衡系における熱力学の諸現象を知る．

Basic thermodynamic concept like temperature, pressure, entropy, and free energy and thermodynamic framework is discussed. Based on the understanding of these basic thermodynamic ideas, various thermodynamic phenomena and operating mechanisms of thermal components are studied. In addition, some phenomena of non-equilibrium thermodynamics are learned.

学修の到達目標/Goal of Study

温度や圧力，エネルギー，エントロピー，自由エネルギーなどの熱力学的概念を，熱力学第0・1・2法則，可逆・不可逆過程などを通じ体系的に捉える．相変化現象などの工学応用上重要な概念について理解する．

Various thermodynamic concepts such as temperature, pressure, energy, entropy, and free energy are systematically studied based on the fundamental framework like thermodynamic laws, reversible or irreversible processes, etc. Essential ideas associated with engineering applications such as phase change phenomena are also studied.

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

第1回 概論
第2回 基本概念・状態量
第3回 温度と熱
第4回 理想気体と状態方程式
第5回 熱と仕事
第6回 熱力学第1法則
第7回 熱力学第2法則(1)
第8回 熱力学第2法則(2)
第9回 エントロピー
第10回 自由エネルギー
第11回 熱力学関係式
第12回 実在気体・物質
第13回 相変化
第14回 非平衡状態での熱力学
第15回 まとめ

学習支援システムとしてGoogle Classroomを使用する．
授業は対面形式で実施するが，必要に応じてオンライン授業を併用する．
オンライン授業はZoomで実施し，URLはGoogle Classroomにて連絡する．

1. Introduction
2. Basic concepts of thermodynamics, state quantity
3. Temperature and heat
4. Ideal gas and equation of state
5. Heat and work
6. The first law of thermodynamics
7. The second law of thermodynamics (1)
8. The second law of thermodynamics (2)
9. Entropy
10. Free energy
11. Thermodynamic relations
12. Real gas and material
13. Phase change phenomena
14. Thermodynamics in non-equilibrium systems
15. Summary

Google Classroom will be used as a learning support system.
Classes will be conducted in a face-to-face format, but online classes will be used when necessary.
Online classes will be conducted via Zoom, and the URL will be provided via Google Classroom.

成績評価方法/Evaluation Method

期末試験（70％）および平常点（30％）に基づいて評価する．

Examination (70%) and continuous assessment (30%) will be examined.

教科書および参考書/Textbook and References

• 現代熱力学―熱機関から散逸構造へ, イリヤ・プリコジン，ディリプ・コンデプティ（著），妹尾学，岩元和敏（訳）, 朝倉書店 (2001) ISBN/ISSN: 9784254130850 資料種別:参考書
• 熱力学 (JSMEテキストシリーズ), 日本機械学会, 日本機械学会 (2002) ISBN/ISSN: 9784888981040 資料種別:参考書
• 熱学入門, 藤原邦男, 兵頭俊夫, 東京大学出版会 (1995) ISBN/ISSN: 9784130626019 資料種別:参考書
• 基幹講座物理学　熱力学, 宮下精二, 東京図書 (2019) ISBN/ISSN: 9784489023187 資料種別:参考書

授業時間外学修/Preparation and Review

大学レベルの初学的な数学知識（特に微積分学）を習得しておくことが望ましい．次回講義時までに前回の講義の復習をしておくこと．

Learning basic mathematical knowledge, particularly calculus, at the university level is recommended.

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]

不要