2020年 理工学部 シラバス - 教養教育・外国語・保健体育・共通基礎
設置情報
科目名 | 熱とエントロピーの物理学 | ||
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設置学科 | 一般教育 | 学年 | 2年 |
担当者 | 大塚 隆巧 | 履修期 | 前期 |
単位 | 2 | 曜日時限 | 月曜5 |
校舎 | 駿河台 | 時間割CD | T15B |
クラス |
概要
学修到達目標 | 熱力学の基本法則を述べることができる.また,絶対温度は如何に定義されるのか,不可逆な過程はどのように判定されるのか,エントロピーとは何か,熱とは何か,という問題に答えられる. |
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授業形態及び 授業方法 |
授業は,板書形式で行い,理解の確認のための小テストも行います.主に高校生の時までに学習したことを題材にして,熱力学の概念や考え方を学習して行きます. |
履修条件 | 高校で学習した「微分・積分」や,大学1年で学んだ「微分法」を復習しておいて下さい. |
授業計画
第1回 | 熱力学とは何か?・・・「熱,温度,エントロピーとは?」 [事前学習] 高校の時に使った物理学の教科書を復習しておくこと.(120分) [事後学習] 授業ノートおよび講義ノートのp.5~p.7までをよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理しておくこと.(120分) |
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第2回 | 熱力学の基本法則(その1)・・・「熱力学第0法則」 [事前学習] 授業ノートおよび講義ノートのp.5~p.11までをよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理し,分からないことを質問できるようにしておくこと.(120分) [事後学習] 授業ノートおよび講義ノートのp.11をよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理しておくこと.(120分) |
第3回 | 熱力学の基本法則(その2)・・・「熱力学第1法則」 [事前学習] 授業ノートおよび講義ノートのp.11~p.13までをよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理し,分からないことを質問できるようにしておくこと.(120分) [事後学習] 授業ノートおよび講義ノートのp.13をよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理しておくこと.(120分) |
第4回 | 熱力学の基本法則(その3)・・・「熱力学第2法則」 [事前学習] 授業ノートおよび講義ノートのp.13~p.16までをよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理し,分からないことを質問できるようにしておくこと.(120分) [事後学習] 授業ノートおよび講義ノートのp.15~p.16までをよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理しておくこと.(120分) |
第5回 | 熱力学の基本法則(その4)・・・「カルノーサイクル」,第1回小テスト [事前学習] 授業ノートおよび講義ノートのp.15~p.18までをよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理し,分からないことを質問できるようにしておくこと.(120分) [事後学習] 授業ノートおよび講義ノートのp.17~p.18までをよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理しておくこと.(120分) |
第6回 | 熱力学の基本法則(その5)・・・「絶対温度」,第1回小テストの解説 [事前学習] 授業ノートおよび講義ノートのp.17~p.19までをよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理し,分からないことを質問できるようにしておくこと.(120分) [事後学習] 授業ノートおよび講義ノートのp.19~p.20までをよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理しておくこと.(120分) |
第7回 | 熱力学の基本法則(その6)・・・「エントロピー」 [事前学習] 授業ノートおよび講義ノートのp.19~p.22までをよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理し,分からないことを質問できるようにしておくこと.(120分) [事後学習] 授業ノートおよび講義ノートのp.21~p.22までをよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理しておくこと.(120分) |
第8回 | 熱力学の基本法則(その7)・・・「不可逆過程の判定条件」,第2回小テスト [事前学習] 授業ノートおよび講義ノートのp.21~p.23までをよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理し,分からないことを質問できるようにしておくこと.(120分) [事後学習] 授業ノートおよび講義ノートのp.23~p.26までをよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理しておくこと.(120分) |
第9回 | 熱力学の応用(その1)・・・「平衡系の熱力学」,第2回小テストの解説 [事前学習] 授業ノートおよび講義ノートの第Ⅰ部である熱力学の基本法則(p.11~p.26まで)をよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理し,分からないことを質問できるようにしておくこと.(120分) [事後学習] 授業ノートおよび講義ノートのp.29をよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理しておくこと.(120分) |
第10回 | 熱力学の応用(その2)・・・「理想気体(その1)」 [事前学習] 授業ノートおよび講義ノートのp.29~p.32までをよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理し,分からないことを質問できるようにしておくこと.(120分) [事後学習] 授業ノートおよび講義ノートのp.31~p.32までをよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理しておくこと.(120分) |
第11回 | 熱力学の応用(その3)・・・「理想気体(その2)」,第3回小テスト [事前学習] 授業ノートおよび講義ノートのp.31~p.33までをよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理し,分からないことを質問できるようにしておくこと.(120分) [事後学習] 授業ノートおよび講義ノートのp.33~p.35までをよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理しておくこと.(120分) |
第12回 | 統計力学的な視点から(その1)・・・「確率とエントロピー」,第3回小テストの解説 [事前学習] 授業ノートおよび講義ノートの第Ⅱ部である熱力学の応用(p.29~p.35)までをよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理し,分からないことを質問できるようにしておくこと.(120分) [事後学習] 授業ノートおよび講義ノートのp.39~p.40までをよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理しておくこと.(120分) |
第13回 | 統計力学的な視点から(その2)・・・「マクスウェル分布(その1)」 [事前学習] 授業ノートおよび講義ノートのp.39~p.43までをよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理し,分からないことを質問できるようにしておくこと.(120分) [事後学習] 授業ノートおよび講義ノートのp.41~p.42までをよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理しておくこと.(120分) |
第14回 | 統計力学的な視点から(その3)・・・「マクスウェル分布(その2)」 [事前学習] 授業ノートおよび講義ノートのp.39~p.42までをよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理し,分からないことを質問できるようにしておくこと.(120分) [事後学習] 授業ノートおよび講義ノートのp.41~p.42までをよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理しておくこと.(120分) |
第15回 | 平常試験及びその解説 [事前学習] 授業ノートおよび講義ノートをよく読み,さらに小テストをよく復習し,自分で解答ができるようにしておくこと.(120分) [事後学習] 授業ノートおよび講義ノートに頼らずに,熱力学の基本法則を挙げられ,熱・温度・エントロピーが説明できるようにする.(120分) |
その他
教科書 |
教科書は特に指定しません.代わりに,簡単な講義ノートを配布します.
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参考書 |
朝永振一郎 『物理学とは何だろうか <上>・<下>』 岩波新書 1979年
この新書の第II章,第III章を是非読んで下さい.授業ではどちらかと言うと,公理的に話をしますが,朝永先生のこの参考書を読んで,ゆっくりと帰納的な話を知ると,熱力学がとても面白くなると思います.
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成績評価の方法 及び基準 |
3回の小テスト(30点),平常試験(70点)により評価します. |
質問への対応 | 授業中,授業の前後,いつでも質問・議論は大歓迎です.またメールでの質問でも構いません. |
研究室又は 連絡先 |
メールアドレスは,配布する講義ノートに記載されています. |
オフィスアワー |
月曜 駿河台 15:00 ~ 18:20
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学生への メッセージ |
学問を習得するには,楽しくなることが秘訣です.しかし,学習に際し,努力や忍耐なしでは,学問の楽しさはなかなか分かりません.皆さんが楽しくなるお手伝いをしますので,少しの努力や忍耐をお願いします. |