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
32638:[2025 春セメスター]基礎熱力学(T2) § 32639:基礎熱力学 (T1) 2025 春セメスター 金4 理工学部 今田 真 2

キャンパス

BKC

授業施設

コラーニングⅠ　２０２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】
空気や水といった「10の23乗オーダーの数の粒子の集団」がしめす現象を「巨視的現象」という。そのなかでも、「熱」に関連した現象を取り扱うのが、「熱力学」と「統計物理学」である。「熱力学」では、微視的な側面に事実上全く踏み込まず、経験的に得られたいくつかの法則にもとづいて様々な熱現象を学ぶ。

【方法】
1-14回は基本的に対面授業を予定しているが，場合によってはweb対応とする。
詳細は、「授業実施形態」欄を参照のこと。

【受講上の注意】
必ずノートを取り、復習すること。レジメの内容は場合によっては不十分であったり授業内容とニュアンスが異なる場合がある。

受講生の到達目標

熱現象の基本的概念を習得する。
熱力学の基本法則の意味を的確に理解する。
基本的な熱現象を数式あるいは数値を使って説明できるようになる。

事前に履修しておくことが望まれる科目

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。1-14回の間の適切な時期に+R授業を受けること。詳細はmanaba+Rを参照。

1

エネルギー、熱、仕事、圧力、体積、、、、

状態量、示量変数vs示強変数、エネルギー・熱・仕事

2

熱平衡と温度

熱平衡、熱力学第0法則、温度

3

熱力学第一法則

第一法則はエネルギー保存則

4

理想気体、比熱

理想気体の状態方程式、内部エネルギー、熱力学過程(等温・定圧・定積・断熱)、比熱

5

熱力学第一法則と準静的過程

準静的過程vsそうでない場合(自由膨張・ジュール・トムソン効果など)

6〜7

熱機関と熱力学第二法則

熱機関とは、熱力学第二法則の2つの表現、カルノーサイクル

8〜9

熱効率と温度

熱機関の効率、熱力学的温度

10〜11

エントロピー

可逆過程とエントロピー、不可逆過程とエントロピー増大則

12〜13

自由エネルギー

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、○○最小の条件

14

相転移

相転移とは、気体-液体相平衡、クラペイロン・クラウジウスの式

+R授業

熱力学と統計力学の関係などについて

エントロピーの意味など、熱力学と統計力学の関係などについて概説する予定。

授業実施形態

1~14回を対面で実施する予定。一部をメディア授業にする可能性がある(6回を上限とする)のでコースニュースに注意すること。

授業外学習の指示

授業の復習を必ず行い、分からないところを参考書を見て分かるようにすること。
それでも分からない場合は、必ず授業後などに質問するようにしてください。
また、関連する問題を教科書や参考書で解き、応用力を養うこと。

成績評価方法

種別 割合(%) 評価基準等
定期試験（筆記） 70

熱力学の基礎概念をよく理解していること、熱力学の関係式を用いて熱現象についての基本的な問題を解いたり論理的に説明する力を問う。
【注意】定期試験のルールを良く確認すること。
例：「持ち込み許可物件」が「無し」の場合、定規を使用するだけで試験を受けられなくなることがある。
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）		 30

出席すること。宿題を出したり、中間授業内テストを行う可能性もある。

成績評価方法(備考)

受講および研究に関するアドバイス

物理のほとんどの研究室や、社会で物理を応用する場面において、「温度」や「熱」の概念は必要不可欠なので、しっかりと勉強して欲しい。
参考書を授業と併用することは、理解を確認したり解らないところを補ったりするのに必須なので、必ずどれかを手に入れること。
参考書についての補足
フェルミの本は良く知られた名著で、基本原理を明解に説明している。
白井著の本は、具体的な数値を用いた練習問題が豊富で、これをしっかり勉強すれば力がつくと思われる。
一方、風間著の本は、本講義の流れに比較的似ているので参考書に挙げた。

教員連絡先: imada@se.ritsumei.ac.jp

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 備考
フェルミ熱力学 エンリコ・フェルミ 三省堂 978-4-385-30659-9
現代の熱力学 白井光雲 共立出版 978-4-320-03466-2
熱力学 入門講義 風間洋一 培風館 978-4-563-02323-2

参考書(使用頻度、その他補足)

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

学生との直接対話,その他(教員より別途指示）

備考


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