立命館大学シラバス

授業科目名	年度	学期	開講曜日・時限	学部・研究科	全担当教員	単位数
30156:[2025 春セメスター]統計熱力学(M)	2025	春セメスター	火1	生命科学部	高橋卓也	2

キャンパス

BKC

授業施設

フォレストハウス２０１号教室

授業で利用する言語

日本語

授業の概要と方法

生命現象とは膨大な数の多様な分子が協同的に相互作用する現象であり、その正しい理解のためには現象を支配する物理法則を知る必要がある。
この講義では、熱・統計力学を中心に学ぶことで、生命現象の基礎となる様々な分子の振る舞いの根本的な理解に迫る。

manaba+Rを活用して、毎回、確認テストを行い、最終回では授業時間内に到達度確認テストを行います。またレポート提出等を課す場合もあります。詳細はmanaba+Rを通じて指示しますので、manaba+Rをこまめに確認しておいてください。

受講生の到達目標

統計力学の基本的な考え方を理解する。
自由エネルギー、エントロピーなどの熱力学量を、統計力学に基づいて理解し、計算できる。
生命現象や化学を含む実験事実を、定性的に説明し、定量的にも計算できるようになる。

事前に履修しておくことが望まれる科目

化学１・２（熱力学、分子に関する基礎知識）、物理１・2（力学、運動方程式、電荷など）、生物科学１・２、生化学１・２、物理化学１・２、数理生物学（ベクトルと行列、微分方程式）など
基礎的な数学と物理化学系の科目や関連する実験科目

授業スケジュール

授業回数/ 担当教員（複数担当の場合）	テーマ
授業回数/ 担当教員（複数担当の場合）	キーワード・文献・補足事項等
	本科目は+R授業対象科目。第1回に+R授業を実施。詳細はmanaba+Rを参照

	1 熱力学の復習、熱統計力学の入門１
	理想気体　エネルギーと圧力　分子運動と熱、温度
	2 熱力学の復習、熱統計力学の入門２
	熱力学的諸過程　エントロピー
	3 統計力学の原理1
	確率論入門：分布、平均値、ゆらぎ
	4 統計力学の原理2
	分子状態の分布　等重率の原理
	5 統計力学の原理3
	平衡状態、状態数
	6 統計力学の原理４
	理想気体、熱平衡、エントロピー
	7 統計力学の原理５
	平衡状態を決める条件　自由エネルギーと化学ポテンシャル
	8 統計力学の原理6
	ボルツマン分布と分配関数
	9 統計力学の応用１
	混合の統計力学、気体、液体、疎水性、ゴム弾性
	10 統計力学の応用2
	多原子分子の理想気体　内部運動と系の自由度
	11 統計力学の応用3
	化学反応、化学平衡、希薄溶液
	12 統計力学の応用4
	浸透圧、沸点上昇・凝固点降下、溶液中の反応　電解質
	13 統計力学の応用4　相転移
	相転移：ファン・デル・ワールス理論
	14 統計力学の応用5　相転移　到達度確認テスト50分　解説10分
	相転移：ファン・デル・ワールス理論の続きへリックス・コイル転移

授業実施形態

原則として対⾯形式で実施する

授業外学習の指示

毎回、レジュメに目を通す
レジュメを中心に、参考書や参考になるwwwページなども参照して、必ず予習復習し、毎週、提出する

成績評価方法

種別	割合(%)	評価基準等
定期試験（筆記）	0
レポート試験（統一締切日を締切とするレポート）	0
上記以外の試験・レポート、平常点評価（日常的な授業における取組状況の評価）	100	・以下の1～3を総合的に評価します。 1. 確認テスト、到達度確認テスト 2. 授業への取り組み状況 3. 指示されたレポート等の提出物の提出状況とその内容なお、成績評価を受けるためには、2/3以上の各回授業への参加が必要です。授業への参加は、教材資料へのアクセス、課題への対応状況等から判断します。・質疑応答等講義への積極的な参加等を総合的に評価します。

成績評価方法(備考)

日常点では、授業への改善提案など積極的な授業参加者には加点し、私語・ゲームなど授業妨害行為は厳しく減点する

受講および研究に関するアドバイス

事前に履修しておくことが望まれる科目の基本的な内容（特に物理化学や数学の初歩）を理解できていない人は、できるだけ予習しておくように願います。
また授業中の私語や携帯など、周りの人たちの迷惑になる行為をする人は大幅に減点になるので、要注意。

教科書

教科書(使用頻度、その他補足)

参考書

書名	著者	出版社	ISBNコード
化学・生命科学系のための物理化学	R.Chang	東京化学同人	978-4-8079-0563-8
アトキンス物理化学（上）	P.W.Atokins	東京化学同人	4-8079-0529-5
アトキンス物理化学（下）	P.W.Atokins	東京化学同人	4-8079-0530-9
熱・統計力学のききどころ	和田純夫	岩波書店	4-0000-7944-1
アトキンス物理化学要論	P.W.Atokins	東京化学同人	4807906496
水と生命	永山国昭	共立出版	4-3200-5541-1

参考書(使用頻度、その他補足)

熱・統計力学のききどころ　が入手できるならベストです

参考になるwwwページ

物理研究室 http://laboratory.sub.jp/phy/
熱・統計力学 http://home.p07.itscom.net/strmdrf/thermo00.htm
熱とエネルギー　http://topicmaps.u-gakugei.ac.jp/phys/matsuura/lecture/heat/index.htm
統計力学 http://www.cmt.phys.kyushu-u.ac.jp/~M.Sakurai/phys/statphys/
EMANの熱力学　https://eman-physics.net/thermo/contents.html
EMANの統計力学 https://eman-physics.net/statistic/contents.html

[PDF] ブラウン運動と非平衡統計力学 http://www.gakushuin.ac.jp/~881791/docs/BMNESM.pdf
確率的情報処理のための統計力学入門 http://www.smapip.is.tohoku.ac.jp/~smapip/2001/Tutorial/

授業内外における学生・教員間のコミュニケーションの方法

コミュニケーションペーパー,manaba+R,学生との直接対話,その他(教員より別途指示）

備考

http://www.ritsumei.ac.jp/~tkhs/

【科目ナンバリング・カリキュラムマップはこちらから/Click here to see the Curriculum-Map and Course-Numbering】
URL:https://secure.ritsumei.ac.jp/students/pathways-future/course/curriculum.html/