熱・統計力学演習Ⅰ
 Recitation of Thermodynamics and Statistical Mechanics I
 担当教員:大西 彰正(OHNISHI Akimasa)
 担当教員の所属:理学部物理学科
 開講学年:3年  開講学期:前期  単位数:2単位  開講形態:演習
 開講対象:物理学科  科目区分:必修科目 
【授業の目的】
この授業は、主として熱力学に関する基本的な原理や法則を理解し、身につけ使いこなせることを目的に演習を行う。適宜、必要となる物理数学の演習も行う。

【授業の到達目標】
実際に基本的な問題を自らの力で解くことにができ、熱力学の基礎的な物理が理解できること。

【授業概要(キーワード)】
熱力学、演習

【科目の位置付け】
この授業は、演習を中心とした専門教育科目であり、演習を通して熱力学の基礎的な専門知識及び物理的な考え方を学ぶ(理学部カリキュラム・ポリシー及び物理学科教育目標)。

【授業計画】
・授業の方法
演習問題の意味や解き方を解説する。補助的に講義も行う。
・日程
1.温度と熱現象の基礎事項について、温度と熱現象-温度、膨張率と圧縮率-
2.温度と熱現象-比熱と熱容量、熱量保存の法則-
3.温度と熱現象の確認テスト、熱と仕事の基本事項について
4.熱と仕事-熱と仕事との関係、熱の仕事当量、状態方程式-
5.熱と仕事、熱力学第1法則の基本事項について
6.熱と仕事の確認テスト、熱力学第1法則-全微分、定積比熱と定圧比熱-
7.熱力学第1法則-断熱変化、熱サイクル-
8.熱力学第1法則の確認テスト、熱力学第2法則の基本事項について
9.熱力学第2法則-可逆過程と不可逆過程、エントロピー-
10.熱力学的関係式の基本事項について
11.熱力学第2法則の確認テスト、熱力学的関係式-基本方程式、マクスウエルの関係式、エントロピーの式-
13.熱力学的関係式-内部エネルギーの式、エンタルピーの式、ギブス・ヘルムホルツの式-、分子の熱運動
14.分子の熱運動
15.期末試験とまとめ

なお、各タイトルの補題は主要な内容を表したものです。

【学習の方法】
・受講のあり方
主にスライドを使ってゆっくりと授業を進めます。論理がどう展開していくのか良く見て、聞いて、書いてください。部分的に受講者に解答してもらう場合があります。
・授業時間外学習へのアドバイス
各回の演習内容については予めプリントを配布しますので予習するようにして下さい。授業では要点を説明しますが、完全な解答ではありませんので適宜解答を課題として提出してもらいます。また、毎回の小テスト、各章ごとに確認テストを行いますので、復習の切っ掛けとして下さい。演習はどんなに簡単な問題でもとにかく自らの手を動かしてやることが大切です。ときには問題を解くときに声を出して、他の人に説明するような気持ちでやるとよい。決して、黙読して学習することのないように。

【成績の評価】
・基準
主として熱力学に関する基礎事項を理解し、基本的な問題を自らの力で解けることを合格の基準とする。
・方法
小テスト(2点×10回=20点)、確認テスト(5点×4回=20点)、課題(3点×5回=15点)および期末試験(45点)により評価する。

【テキスト・参考書】
テキストはありません。参考書としては多くの演習書が出版されていますので、自分に合ったものを1冊選んで集中的に学習するとよい。

【その他】
・学生へのメッセージ
高校レベルの熱力学の基礎的事項については予め復習しておいて下さい。演習問題に対応する物理現象をイメージするように心掛けましょう。実験をやったり、実験の様子を想像するのもよい。
・オフィス・アワー
特に設けません。随時対応します。

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