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
32409:[2025 春セメスター]熱力学入門 (B5) 2025 春セメスター 火4 理工学部 濱地 賢太郎 2

キャンパス

BKC

授業施設

フォレストハウス２０５号教室

授業で利用する言語

日本語

授業の概要と方法

授業の概要：
身のまわ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．

授業の方法：
対面で行う．講義を中心とするが，問題演習やその解説も含める．
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． 具体的な項目としては以下の通り：

（１）物体の温度や熱と深いかかわりを持つ自然現象の例を理解する．
（２）熱伝導と熱放射に関する法則を理解する．
（３）内部エネルギー，仕事，熱の定義を理解する．
（４）熱力学第2法則を使って，熱的現象の不可逆性が判定できる．
（５）エントロピーの定義を理解し，その計算と応用ができる．

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１４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

第 １回〜１４ 回を対⾯授業にて実施

授業外学習の指示

毎回の授業で用いる参考資料をmanaba+R上に示すので，事前に通読することを勧めます．
授業内容を確認するための，３０分程度の回答時間を要する小テストをmanaba+Rで不定期に行います．（全部で８回程度）
小テストは，板書または講義のレジュメ・資料を参考に，学習内容を振り返れば解けるようなっています．

また，１回あたり３時間程度の作成を要するレポートを２回出題する予定です．

各週の授業内容で分からないことは、manaba+Rの掲示板や学習支援「物理駆け込み寺」を利用して質問してみてください．

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

講義内容の理解を確認するために授業後のmanaba+Rの小テスト，レポート，授業内小テスト等で総合的に評価する．
なおレポート問題はmanaba+Rに順次掲示する．

成績評価方法(備考)

受講および研究に関するアドバイス

教科書

書名 著者 出版社 ISBNコード 備考
物理学基礎　第５版 WEB 動画付 原 康夫 学術図書出版社 978-4-7806-0950-9 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 978−4−7806−1172−4 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)

授業は教科書に沿って行います．毎回の授業の前に教科書で予習し，授業後は教科書に掲載されている演習問題などをやって，授業内容の理解を深めてください．また重要な定義・定理・公式・物理定数などは教科書にまとめられているので，これらの結果を授業で引用することもしばしばあります．

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

授業の内容や，レポートなどでいきづまったときには，学生及び教員による，個人対面型の質問相談所．学習サポート物理駆け込み寺を利用してみましょう．
http://www.ritsumei.ac.jp/~kht23151/kakekomi/index.htm

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/