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
32408:[2025 春セメスター]熱力学入門 (A5) 2025 春セメスター 火4 理工学部 和田 浩史 2

キャンパス

BKC

授業施設

フォレストハウス２０６号教室

授業で利用する言語

日本語

授業の概要と方法

身の回りにある数多くの自然現象が，物体の温度や熱と深いかかわりを持っている．
それらの具体的な現象や熱機関などの工業的応用例を考察しながら熱現象の理解を深め，
それらが普遍的に従う法則の導出を行う．
また，熱のやり取りをする物体に対しては，質点や剛体に用いる運動学や運動方程式による力学をそのまま適用することは困難で，「仕事とエネルギー」の概念を大きく拡大させた「熱力学」による分析が必要となる．本講義では，熱力学の考え方や基本的な物理量やその計算を紹介し，将来活用していくことになるであろう，より高度で実践的な熱力学への導入を目指す．

授業は，通常の講義に加え，問題演習や解説も含めた形式にする．
教科書の一つに指定している問題集「物理てならひ帖」から，講義中の演習やレポート問題を出題する．

受講生の到達目標

数式のみに惑わされず現象の成り立ちを把握する．その上で基本的な現象について数学的にまとめられた表現を理解する．
授業やレポートで取り扱った問題については，十分に理解し答えられるようにしておく．

事前に履修しておくことが望まれる科目

力学入門を併せて履修すること．
この科目に引き続き、「振動波動入門」「電磁気学入門」を履修する事を勧めます。

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
キーワード・文献・補足事項等
-

+R授業対象科目。第4回に+R授業を実施。詳細はmanaba+Rを参照。

1-4

熱と温度

熱と関わりの深い物理量，気体の状態方程式，
熱膨張，相，熱容量と潜熱（導入）
熱伝導，熱放射，気体分子運動論と内部エネルギー

5-8

熱力学の第一法則

熱平衡状態と状態変化，準静的過程
内部エネルギー，仕事，熱，比熱（定積・定圧比熱）
断熱準静的過程・Poissonの関係
エンタルピーとその応用（定圧比熱・反応熱・定常流動系のする仕事）

9-11

熱力学の第二法則

トムソンの原理，第二法則から導かれる事柄，
熱機関，カルノーサイクル，熱機関の効率，冷房機・暖房機

12-13

エントロピー

エントロピーの定義と計算法
エントロピーと比熱，クラウジウスの不等式，エントロピー原理

14

熱力学的ポテンシャル

ヘルムホルツの自由エネルギー，ギブスの自由エネルギー
等温環境下における最大仕事，状態変化の向き

授業実施形態

原則として14回すべてを対面で実施する。（ただし、状況により、数回（７回以下）のオンライン授業を含む可能性がある。）

授業外学習の指示

各週の授業内容で分からないことは、その週内に解決しましょう。
質問を大いに歓迎します。また、毎週開催されている「物理駆け込み寺」（物理・数学なんでも相談所）で先輩や他の教員に質問を持って行くことも大いに奨励します。
「物理駆け込み寺」では，物理やその他の理工系科目について，授業の内容の復習をしたい、用語・公式の意味がよく分からない、レポートについてのアドバイスが欲しい、友達同士で学習できる場が欲しい・・・と思っている学生に対して，講師や先輩が様々なアドバイスをしています．有効に利用すると，講義内容のより深い理解につながりますので，ぜひ利用してください．
「物理駆け込み寺」の開催場所や時間については，後日配られるチラシやＷＥＢで確認してください．

【重要】新型コロナウイルス感染拡大防止のため、現在、物理駆け込み寺は閉室しています。

成績評価方法

種別 割合(%) 評価基準等
定期試験（筆記） 60

基本概念や語句の理解を前提に、WEB小テストおよびレポートと同じ程度の難易度で記述式も含んだ問題を出題する。

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）		 40

manabaでの小テスト（複数回）およびレポートを３回程度出題します。成績評価法については、初回の講義でより具体的にアナウンスします。

成績評価方法(備考)

受講および研究に関するアドバイス

講義時間外の学修サポートプログラム「物理駆け込み寺」が開催されています．
物理駆け込み寺では，物理やその他の理工系科目について，授業の内容の復習をしたい、用語・公式の意味がよく分からない、レポートについてのアドバイスが欲しい、友達同士で学習できる場が欲しい・・・と思っている学生に対して，講師や先輩が様々なアドバイスをしています．
有効に利用すると，講義内容のより深い理解につながりますので，ぜひ利用してください．
開催場所や時間については，後日配られるチラシやＷＥＢで確認してください．

教科書

書名 著者 出版社 ISBNコード 備考
物理学基礎　第５版 原 康夫 学術図書出版社 4780605259 力学入門と共通
物理てならひ帖 大坂・土田・濱地・俵口・前 学術図書出版社 レポート問題や，講義内での演習問題をここから出題します．力学入門演習のテキスト

教科書(使用頻度、その他補足)

参考書

参考書(使用頻度、その他補足)

授業中に適宜紹介する。

参考になるwwwページ

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

インタラクティブシート,manaba+R,学生との直接対話,その他(教員より別途指示）

備考


【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/