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高温高圧実験の長年にわたる研究成果により、多成分多相系マグマの相平衡関係は、熱力学計算ソフト（各種のMELTSプログラム）により、かなりの精度で数値計算できるようになってきた。本講義では、Rhyolite-MELTSを例に、大規模珪長質マグマの結晶分化・蓄積状態を定量的に推定する方法を解説し、データ処理法の実習を行う。
Owing to many years of research results from high-temperature and high-pressure experiments, phase relations in multicomponent multiphase magmas can now be calculated numerically with considerable accuracy using thermodynamic calculation software (various MELTS programs). Using Rhyolite-MELTS as an example, this course will explain how to quantitatively estimate the crystallization differentiation processes and accumulation conditions of voluminous siliciclastic magmas and provide hands-on training in data processing methods.
マグマの発生と噴火は、地球内部から宇宙空間に熱が輸送される主要な形態の一つです。中でも、カルデラを形成するような巨大噴火は、日本のような沈み込み帯の大地を形づくっており、さらにまれに発生する超巨大噴火は国家や人類の文明の存亡にも影響する地球科学現象です。本講義では、大量のマグマが発生し、蓄積・噴出過程に関して解説します。またマグマの分化や蓄積条件を定量的に見積もるための方法として、熱力学計算ソフト(Rhyolite-MELTS)の使用法を解説し、データ処理法の実習を行います。
Magma generation and volcanic eruption are one of the primary forms of heat transport from the Earth's interior to outer space. Gigantic caldera eruptions form subduction zone crusts, and the supervolcanic eruptions are phenomena that can affect the survival of nations and human civilization. In this lecture, the processes of generation, accumulation, and eruption of large amounts of magma will be explained. The use of thermodynamic calculation software (Rhyolite-MELTS) to quantitatively estimate the conditions for magma differentiation and accumulation will be explained, and hands-on training in data processing methods will be provided.
マグマの発生と噴火は、地球内部から宇宙空間に熱が輸送される主要な形態の一つです。中でも、カルデラを形成するような巨大噴火は、日本のような沈み込み帯の大地を形づくっており、さらにまれに発生する超巨大噴火は国家や人類の文明の存亡にも影響する地球科学現象です。本講義では、大量のマグマが発生し、蓄積・噴出過程に関して解説します。またマグマの分化や蓄積条件を定量的に見積もるための方法として、熱力学計算ソフト(Rhyolite-MELTS)の使用法を解説し、データ処理法の実習を行います。
Magma generation and volcanic eruption are one of the primary forms of heat transport from the Earth's interior to outer space. Gigantic caldera eruptions form subduction zone crusts, and the supervolcanic eruptions are phenomena that can affect the survival of nations and human civilization. In this lecture, the processes of generation, accumulation, and eruption of large amounts of magma will be explained. The use of thermodynamic calculation software (Rhyolite-MELTS) to quantitatively estimate the conditions for magma differentiation and accumulation will be explained, and hands-on training in data processing methods will be provided.
あらゆる物質科学の基礎として重要な相平衡の概念を学び、相平衡図の読み方に習熟する。溶液化学や材料科学などで用いられる系にも親しみ一般的な相図を読む力をつけるとともに、特に現在の岩石学の基礎体系を構成する代表的な相図を学ぶことで岩石学のミニマムを修得することを目指す。また、“平衡とは何か”を深く考えることで、速度論への導入に繋げることを意識する。本講義の内容は、前年度４セメスターに実施された『岩石学Ⅰ』の理論的な背景を補足する。
９月に集中形式として開講予定の火山学・地質流体論特選講義Ⅰでは、本講義で扱う単純系の相平衡図に基づいた多成分多相系の数値計算演習を行うので、同特選講義を履修する場合には必ず本講義を履修すること。
To understand representative phase diagrams of multicomponent systems in Earth science based on thermodynamics. Introduction to kinetic approaches.
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.
Google Classroomのクラスコードは工学研究科Webページ
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-g.html
（大学院シラバス・時間割・履修登録）にて確認すること。
本講義は、鉄鋼や非鉄金属の金属材料製造や新素材創製に必要な化学熱力学について、すでに学んだ基礎的事項を実際の製錬・精製プロセスへ応用し、それらを熱力学を用いて解析できるレベルにまで高める事を目標とする。
前半では、素材製造プロセスを解析する場合の基礎として、多成分系相平衡、反応パスと相解析、電気化学、ポテンシャルダイアグラム、融体・溶液の熱力学・構造・物性（測定法）・溶液モデル等について説明し、後半では、鉄鋼製錬（製銑・製鋼）や非鉄金属製錬（銅・亜鉛・鉛等のベースメタルやレアメタル）プロセスの、化学熱力学を用いた解析方法についての事例の紹介と演習を行い理解を深める。
講義は対面形式とオンラインの併用で行う予定。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/english/academics/master.html (under "Timetable & Course Description")
Thermodynamics is one of the most important subject for the production process of steel nonferrous metals and new materials In this lecture, the fundamentals which have already studied are applied to analyses the actual smelting and refining process.
Initially, multicomponent phase-equilibrium, phase analysis and reaction pass, electrical chemistry, potential diagram, structure and physical properties of liquid and solution model are explained. After them, the analyses of actual process by thermodynamics are explained for iron & steelmaking, smelting of Cu, Zn, Pb and rare metals. For the deep understanding, some example is calculated as exercise.
This lecture is given by both a physical lecture and on line style.
Class code of class room is "u45db7i ".