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統計熱力学
| 科目名 | 統計熱力学 | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 旧カリキュラム名 | 統計物理学I（含演習） | ||||
| 教員名 | 久保 康則 | ||||
| 単位数 | 2 | 学年 | 3 | 開講区分 | 文理学部 |
| 科目群 | 物理学科 | ||||
| 学期 | 前期 | 履修区分 | 必修 | ||
| 授業テーマ | マクロな物理現象の中に潜む普遍的な構造の抽出 |
|---|---|
| 授業のねらい・到達目標 | 一般的なマクロな系を対象にして，平衡状態の性質，任意の操作による平衡状態の変化，その時のエネルギ－の移動について，普遍的で定量的に厳密な関係を導くこと |
| 授業の方法 | 平衡状態の説明から出発し，等温環境での操作に着目し，ヘルムホルツの自由エネルギ－を導入する。次に断熱された系の操作の吟味から内部エネルギーを導入する。次にカルノ－サイクルでの熱を調べエントロピ－の概念を理解する。これらの背景の下，ヘルムホルツとギブスの自由エネルギ－を詳細に調べ熱力学の基礎的枠組みをつくりあげる。 |
| 履修条件 | 特になし。 |
| 事前学修・事後学修，授業計画コメント | 授業で取り扱うテーマごとに小レポートを課す。その作成に際してはネット等を通してテーマ関係する情報を幅広く調べること。 |
| 授業計画 | |
|---|---|
| 1 | 熱力学とは何か |
| 2 | 平衡状態の記述：等温環境 |
| 3 | 平衡状態の記述：断熱された系 |
| 4 | 等温操作とヘルムホルツの自由エネルギ－ |
| 5 | 断熱操作と内部エネルギー |
| 6 | カルノ－サイクル |
| 7 | エントロピ－I |
| 8 | エントロピ－II |
| 9 | ヘルムホルツの自由エネルギ－と変分原理I |
| 10 | ヘルムホルツの自由エネルギ－と変分原理II |
| 11 | ギブスの自由エネルギ－I |
| 12 | ギブスの自由エネルギ－II |
| 13 | 到達度の確認 |
| 14 | 熱力学関数とルジャンドル変換I |
| 15 | 熱力学関数とルジャンドル変換II |
| その他 | |
|---|---|
| 参考書 | 松下 貢 『物理学講義 熱力学』 掌華房 2009年 第1版 田崎 晴明 『熱力学 ＝現代的な視点から』 培風館 2000年 第11版 |
| 成績評価の方法及び基準 | レポート(20%)、授業内テスト(70%)、授業参画度(10%) |
| オフィスアワー | 木曜日 13時から14時30分 |