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Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
本講義はGoogle Classroomを使用します．
クラスコード: y4ojaiu
１．目的
複雑な伝熱・物質輸送のメカニズムを幅広いスケールに渡って学ぶ．
２．概要
伝熱学で習得した伝熱現象の基礎知識を踏まえ，幅広いスケールに渡って熱・物質輸送現象のメカニズムを講義する．
３．達成目標等
・ミクロスケールから熱力学の概念を捉え直し，統計物理学の基礎的概念を理解する．
・熱・物質輸送現象をミクロ・マクロスケールに渡って原理的に理解し，応用について考察できる．
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
This class uses Google Classroom.
Class code: y4ojaiu
In this course, heat and mass transport phenomena are discussed from a broader viewpoint ranging from microscale to macroscale. Thermodynamic quantities are revisited with microscopic descriptions. The basic principles of statistical physics are given in order to understand the relationship between macroscopic thermodynamics and microscopic mechanics. Based on the above basics, the derivation of governing equations for mass transport phenomena, essential analogy between heat transfer and mass transfer, and application cases in the engineering are discussed.
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。
本講義では，ミクロからマクロスケールに至る熱エネルギー変換および伝熱現象の基礎物理を理解し，その知識を工学的応用に結び付けることができる能力を養成することを目的とする。特に，(1) 熱流体現象の分子動力学表現と分子スケール解析，(2) 振動流れや音響振動に基づく熱輸送とエネルギー変換の基礎，(3)マルチスケールにおける熱物質輸送現象の可視化と制御，(4) 界面現象に関わる熱統計力学，に特化した講義を展開し，これらの講義を通して，熱現象および輸送現象の本質の理解を一層深め，工学分野おける実用機器への応用が可能となるようにする．
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")
The students will master the basic physics of thermal energy conversion and heat transfer in both micro and macroscopic scales, and learn to link this knowledge to engineering applications. More specifically, the series lectures: i) the Molecular Dynamics and molecular-scale analyses of thermo-fluid phenomena, ii) oscillating-flow based heat transfer and energy conversion, iii) visualization and control of multi-scale heat and mass transfer, and iv) statistical mechanics regarding interface phenomena will be done. Students are expected further deepen their understanding of the essence of thermal phenomena.
我々が身近に接する固体、液体、気体などの物質は、多数の原子や電子から構成されており、それらは互いに複雑な相互作用を及ぼしながら運動している。これらの系の巨視的な性質は、構成要素が非常に多いことに起因する統計的法則を用いて初めて理解可能である。本講義では、多数個の粒子の集団からなる系の性質を理解することを目的に、統計物理学の基本的な概念とその簡単な系への応用について解説する。
Usual materials are composed of many atoms and molecules, which are interacting each other through complex interactions. These materials show a variety of phases, such as solid, liquid and gas phases. Their macroscopic properties can be understood in terms of statistical considerations based on the large number of degrees of freedom. In this lecture, in order to understand the physical properties of macroscopic systems composed of many constituent particles, we study the basic concepts of statistical physics and its applications to simple examples.
我々が身近に接する固体、液体、気体などの物質は、多数の原子や電子から構成されており、それらは互いに複雑な相互作用を及ぼしながら運動している。これらの系の巨視的な性質は、構成要素が非常に多いことに起因する統計的法則を用いて初めて理解可能である。本講義では、多数個の粒子の集団からなる系の性質を理解することを目的に、統計物理学の基本的な概念とその簡単な系への応用について解説する。
Usual materials are composed of many atoms and molecules, which are interacting each other through complex interactions. These materials show a variety of phases, such as solid, liquid and gas phases. Their macroscopic properties can be understood in terms of statistical considerations based on the large number of degrees of freedom. In this lecture, in order to understand the physical properties of macroscopic systems composed of many constituent particles, we study the basic concepts of statistical physics and its applications to simple examples.
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学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
１．目的
「移動現象論」に引き続き、熱機器や反応器を設計する際に必要となるエネルギー工学の基礎および物質移動の基礎知識を修得する。「移動現象論」と「エネルギー工学」のセットで移動論が完結する。
２．概要
工業プロセス内では流体あるいは固体の流れがあり、加熱・冷却される場合が数多い。熱と物質移動の解析によりプロセス設計・操作の最適化を図ることは化学工学の基礎でもある。本授業により熱や物質を扱う機器の原理およびその効率化向上策などを学ぶ。
３．達成目標等
この授業では、主に以下のような能力を修得することを目標とする。
・化学工業プロセスを高効率で操作するために、熱や物質移動現象を理解し解析できる。
・熱伝導方程式の誘導と定常・非定常解の解析ができる。
・熱機器の原理を理解し、簡単な設計法を展開できる。
・物質移動現象の原理を理解し、その解析ができる。
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the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
1. Objective
Following the course, Transport Phenomena, students learn basic heat and mass transfer which are required to design the thermal equipment and reactor. The set of "Transport Phenomena" and this "Energy Engineering" complete the "Rate Processes".
2. Summary
Solid and fluid flow is generally used in industrial process with heating and cooling. To optimize the process design and its operation, analysis of heat and mass transfer is required. This course provides students with principle of equipment related with energy and mass transfer, and improvement of the equipment.
3. Target
Targets of this course are:
1) Students understand the phenomena of heat and mass transfer for effective operation of chemical industrial plant.
2) Students can derive heat conduction equation from Fourier's law, and calculate steady and unsteady heat conduction.
3) Students understand the principle of thermal equipment and can conduct basic designing of the equipment.
4) Students understand the principle of mass transfer behavior and calculate mass transport phenomena.
我々が身近に接する固体、液体、気体などの物質は、多数の原子や電子から構成されており、それらは互いに複雑な相互作用を及ぼしながら運動している。これらの系の巨視的な性質は、構成要素が非常に多いことに起因する統計的法則を用いて初めて理解可能である。本講義では、多数個の粒子の集団からなる系の性質を理解することを目的に、統計物理学の基本的な概念とその簡単な系への応用について解説する。
Usual materials are composed of many atoms and molecules, which are interacting each other through complex interactions. These materials show a variety of phases, such as solid, liquid and gas phases. Their macroscopic properties can be understood in terms of statistical considerations based on the large number of degrees of freedom. In this lecture, in order to understand the physical properties of macroscopic systems composed of many constituent particles, we study the basic concepts of statistical physics and its applications to simple examples.
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学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
１.目的
物質の変換を伴う諸現象の進展する速度を支配する因子について理解を促し，反応速度の予測・応用に繋がる基礎の習得を目的とする。
２.概要
気体と液体における分子の運動の考察を通して，化学変化の速度を論じる基礎の準備をする。その後，反応速度の厳密な定義を確立し，反応系の変化速度とミクロレベルの過程との関係、および反応速度の予測について学ぶ。
３.達成目標
反応系の変化速度が素過程や分子衝突に基づいたミクロレベルの過程からどのように表現できるか，および予測可能になるかを考察できる能力の取得を目指す。
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It is one of the roles of engineering to develop various processes responsible for chemical change into a useful technology for human race's welfare. The kinetics in reactions is very important in engineering developments. In this lecture, we prepare the ground for a discussion of rates of chemical reactions by considering the motion of molecules in gases and in liquids. Then we establish the precise meaning of reaction rate, and see how the overall rate, and the complex behavior of some reactions, can be expressed in terms of elementary steps and the atomic events that take place when molecules meet.
我々が身近に接する固体、液体、気体などの物質は、多数の原子や電子から構成されており、それらは互いに複雑な相互作用を及ぼしながら運動している。これらの系の巨視的な性質は、構成要素が非常に多いことに起因する統計的法則を用いて初めて理解可能である。本講義では、多数個の粒子の集団からなる系の性質を理解することを目的に、統計物理学の基本的な概念とその簡単な系への応用について解説する。
Usual materials are composed of many atoms and molecules, which are interacting each other through complex interactions. These materials show a variety of phases, such as solid, liquid and gas phases. Their macroscopic properties can be understood in terms of statistical considerations based on the large number of degrees of freedom. In this lecture, in order to understand the physical properties of macroscopic systems composed of many constituent particles, we study the basic concepts of statistical physics and its applications to simple examples.
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学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
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https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
This class will be organized by Google Classroom using the class code "vwwlbeq" in the academic year 2024.
This lecture aims to learn the advanced topics of heat transfer, mass transport phenomena, and interfacial phenomena based on the basic knowledge of heat transfer. In particular, the lecture will focus on the mechanism of each transport phenomenon.
1. Solid-state physics and heat transfer (conduction)
2. Diffusion mass transfer phenomena
3. Physical chemistry of solid-liquid-gas interfaces
体系の構成要素に関する微視的な規則から、それとは本質的に異なる巨視的な性質を導く手法を与える統計力学の基礎を統一的に理解することを目的として、電子・磁気材料の示す様々な物性との関連について学習する。まず、電子集団や分子集団のように多くの構成要素からなる体系の巨視的性質を導くための平衡状態の統計力学を修得する。次に、電気伝導などの現象の理解に不可欠な非平衡系の統計力学の基礎を学習する。
This course aims to help students understand the fundamentals of statistical mechanics, which derives macroscopic properties of a system from microscopic laws of constituent elements in the system. Students will learn about the relation to various properties of electronic and magnetic materials. First, students will understand statistical mechanics for systems in equilibrium. Then, students will learn about non-equilibrium statistical mechanics which is indispensable to understand transport properties.