2021年 理工学部 シラバス - 教養教育・外国語・保健体育・共通基礎
設置情報
科目名 | 熱とエントロピーの物理学 | ||
---|---|---|---|
設置学科 | 一般教育 | 学年 | 2年 |
担当者 | 大塚 隆巧 | 履修期 | 前期 |
単位 | 2 | 曜日時限 | 木曜6 |
校舎 | 駿河台 | 時間割CD | T46C |
クラス |
概要
学修到達目標 | 熱力学の基本法則を述べることができる.また,絶対温度は如何に定義されるのか,不可逆な過程はどのように判定されるのか,エントロピーとは何か,熱とは何か,という問題に答えられる. |
---|---|
授業形態及び 授業方法 |
オンデマンド型の授業を行います.各回毎にポータルサイトに添付された,授業代替用の資料をダウンロードして,熟読して自己学習して下さい.また,各回毎に用意された小テストを解いて,ポータルサイトで提出して下さい.提出された小テストは添削して直ぐに返却しますので,内容理解の確認の目安にして下さい.少しでも分からないところがあれば,資料に書いてあるメールアドレスに質問するか,小テストをポータルサイトで提出の際に質問して下さい.質問や小テストの解答・解説は,掲示板などを利用して配信します. |
履修条件 | 高校で学習した「微分・積分」や,大学1年で学んだ「微分法」を復習しておいて下さい. |
授業計画
第1回 | 物理学とは何か?(その1)・・・「力学の復習」 [事前学習] 高校の時に使った物理学の教科書を復習しておくこと.(120分) [自己学習] 授業代替用の<第1回>の資料をよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理しておくこと.(120分) |
---|---|
第2回 | 物理学とは何か?(その2)・・・「力学・微分の復習」 [事前学習] 授業代替用の<第1回>の資料,ならびに力学の復習をして,自分が理解できたこと・分からないことを整理し,分からないことを質問できるようにしておくこと.(120分) [自己学習] 授業代替用の<第2回>の資料をよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理しておくこと.(120分) |
第3回 | 物理学とは何か?(その3)・・・「力学・空気抵抗・次元」 [事前学習] 授業代替用の<第2回>の資料,ならびに微分の復習をして,自分が理解できたこと・分からないことを整理し,分からないことを質問できるようにしておくこと.(120分) [自己学習] 授業代替用の<第3回>の資料をよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理しておくこと.(120分) |
第4回 | 空気抵抗のある運動・・・「運動方程式」 [事前学習] 授業代替用の<第3回>の資料,ならびに力学の復習をして,自分が理解できたこと・分からないことを整理し,分からないことを質問できるようにしておくこと.(120分) [自己学習] 授業代替用の<第4回>の資料をよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理しておくこと.(120分) |
第5回 | エネルギー保存と仕事・・・「エネルギー保存則」 [事前学習] 授業代替用の<第4回>の資料,ならびに力学の復習をして,自分が理解できたこと・分からないことを整理し,分からないことを質問できるようにしておくこと.(120分) [自己学習] 授業代替用の<第5回>の資料をよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理しておくこと.(120分) |
第6回 | 空気抵抗と熱・・・「摩擦と熱,可逆・不可逆」 [事前学習] 授業代替用の<第5回>の資料,ならびに力学の復習をして,自分が理解できたこと・分からないことを整理し,分からないことを質問できるようにしておくこと.(120分) [自己学習] 授業代替用の<第6回>の資料をよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理しておくこと.(120分) |
第7回 | 運動方程式を解く,指数関数・対数関数・・・「熱力学で使う微分の復習」 [事前学習] 授業代替用の<第6回>の資料,ならびに力学および微分積分の復習をして,自分が理解できたこと・分からないことを整理し,分からないことを質問できるようにしておくこと.(120分) [自己学習] 授業代替用の<第7回>の資料をよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理しておくこと.(120分) |
第8回 | 摩擦と熱,ランジュバン方程式・・・「熱力学的な見方・統計力学的な見方」 [事前学習] 授業代替用の<第7回>の資料,ならびに力学および微分積分の復習をして,自分が理解できたこと・分からないことを整理し,分からないことを質問できるようにしておくこと.(120分) [自己学習] 授業代替用の<第8回>の資料をよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理しておくこと.(120分) |
第9回 | 平衡状態,熱の移動,実験温度・・・「熱力学第0法則」 [事前学習] 授業代替用の<第8回>の資料の復習をして,自分が理解できたこと・分からないことを整理し,分からないことを質問できるようにしておくこと.(120分) [自己学習] 授業代替用の<第9回>の資料をよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理しておくこと.(120分) |
第10回 | 力学的エネルギー・仕事・化学的エネルギー・熱・・・「熱力学第1法則」 [事前学習] 授業代替用の<第9回>の資料の復習をして,自分が理解できたこと・分からないことを整理し,分からないことを質問できるようにしておくこと.(120分) [自己学習] 授業代替用の<第10回>の資料をよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理しておくこと.(120分) |
第11回 | 熱と不可逆性・・・「熱力学第2法則」 [事前学習] 授業代替用の<第10回>の資料の復習をして,自分が理解できたこと・分からないことを整理し,分からないことを質問できるようにしておくこと.(120分) [自己学習] 授業代替用の<第11回>の資料をよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理しておくこと.(120分) |
第12回 | カルノーサイクルの定義と表式・・・「絶対温度」 [事前学習] 授業代替用の<第11回>の資料の復習をして,自分が理解できたこと・分からないことを整理し,分からないことを質問できるようにしておくこと.(120分) [自己学習] 授業代替用の<第12回>の資料をよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理しておくこと.(120分) |
第13回 | カルノーサイクルの計算・・・「エントロピー」 [事前学習] 授業代替用の<第12回>の資料の復習をして,自分が理解できたこと・分からないことを整理し,分からないことを質問できるようにしておくこと.(120分) [自己学習] 授業代替用の<第13回>の資料をよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理しておくこと.(120分) |
第14回 | エントロピーの応用・・・「可逆・不可逆の判定法」 [事前学習] 授業代替用の<第13回>の資料の復習をして,自分が理解できたこと・分からないことを整理し,分からないことを質問できるようにしておくこと.(120分) [自己学習] 授業代替用の<第14回>の資料をよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理しておくこと.(120分) |
第15回 | 理想気体・・・「熱力学の応用」 [事前学習] 授業代替用の<第14回>の資料の復習をして,自分が理解できたこと・分からないことを整理し,分からないことを質問できるようにしておくこと.(120分) [自己学習] 授業代替用の<第15回>の資料をよく読んで,自分が理解できたこと・分からないことを整理しておくこと.(120分) |
その他
教科書 |
教科書は特に指定しません.代わりに,簡単な講義ノートを配布します.オンデマンド型授業における自習においては,各回毎に授業資料と小テストを配布します.
|
---|---|
参考書 |
朝永振一郎 『物理学とは何だろうか <上>・<下>』 岩波新書 1979年
この新書の第II章,第III章を是非読んで下さい.授業ではどちらかと言うと,公理的に話をしますが,朝永先生のこの参考書を読んで,ゆっくりと帰納的な話を知ると,熱力学がとても面白くなると思います.
|
成績評価の方法 及び基準 |
小テスト(全15回)の成績により評価します. |
質問への対応 | いつでも質問・議論は大歓迎です.またメールでの質問でも構いません. |
研究室又は 連絡先 |
otsuka.takayoshi20@nihon-u.ac.jp |
オフィスアワー |
月曜 駿河台 15:00 ~ 18:20
|
学生への メッセージ |
学問を習得するには,楽しくなることが秘訣です.しかし,学習に際し,努力や忍耐なしでは,学問の楽しさはなかなか分かりません.皆さんが楽しくなるお手伝いをしますので,少しの努力や忍耐をお願いします. |