| 開講学期／Course Start | 2024年度／Academic Year 後期／Second |
|---|---|
| 開講曜限／Class period | 月/Mon 3 , 月/Mon 4 |
| 授業区分／Regular or Intensive | 週間授業 |
| 対象学科／Department | システム理化学科物理物質システムコース |
| 対象学年／Year | 2年 , 3年 , 4年 |
| 授業科目区分／Category | 教育課程 システム理化学科 |
| 必修・選択／Mandatory or Elective | 必修 |
| 授業方法／Lecture or Seminar | 講義科目 |
| 授業科目名／Course Title | 熱力学（物理物質システムコース）／Thermodynamics |
| 単位数／Number of Credits | 2 |
| 担当教員名／Lecturer | 戎 修二 (システム理化学科物理物質システムコース) |
| 時間割コード／Registration Code | J4047 |
| 連絡先／Contact | 戎 修二(ebisu@muroran-it.ac.jp, 0143-46-5620) |
| オフィスアワー／Office hours | 戎 修二(金曜日, 16:00-18:00) |
| 実務経験／Work experience | 戎 修二(電機メーカーにおいて衛星通信用TWTの研究開発および各種電子管の要素技術研究開発の経験を有する。) |
| 更新日／Date of renewal | 2024/02/13 |
|---|---|
| 授業のねらい ／Learning Objectives |
「熱力学」は力学および電磁気学とならんで古典物理学の重要な柱のひとつである。 力学や電磁気学とは大きく異なる熱力学的な考え方（マクロな視点）を学ぶことを目標とする。 |
| 到達度目標 ／Outcomes Measured By: |
1． 熱や仕事、内部エネルギー、系、準静的過程などの熱力学の基本的用語や 概念を理解し、説明できるようになる。 2． 偏微分などの数学的手法を用いた熱力学の関係式を理解できるようになる。 3． 熱力学の法則を理解し、簡単な系について計算できるようになる。 4． 計算から得られた結果が何を意味するか、考える習慣を身につける。 5． エントロピーという状態量の存在を学び、その役割を説明できるようになる。 6． 物質の３相（気相、液相、固相）と相転移を学び、相図を説明できるようになる。 7． 気体分子運動論の初歩を学び、マクロな視点とミクロな視点の関係を理解する。 |
| 授業計画 ／Course Schedule |
総授業時間数（実時間）；22.5時間 第1回 熱平衡と温度 第2回 状態方程式 第3回 準静的過程 第4回 熱力学の第1法則 第5回 熱容量と比熱 第6回 理想気体の断熱変化 第7回 カルノーサイクル 第8回 熱力学の第２法則 第9回 熱機関の効率と熱力学的温度目盛 第10回 エントロピー 第11回 不可逆変化とエントロピー 第12回 自由エネルギーとエクセルギー 第13回 気相・液相・固相 第14回 気体分子運動論（温度の分子論的意味、エネルギー等分配則） 第15回 気体分子運動論（マクスウェルの速度分布則、固体の比熱） 定期試験 ・事前に公開・配付する資料や教科書を用いて自己学習した上で授業に臨むこと。 ・理解度向上のため毎回小テストを行い、翌週採点済みの小テストを返却します。 （オンライン授業の場合は、翌週の授業までにMoodle上で返却します。） ・各回の学修時間の目安は、事前・事後合わせて４時間必要です。 |
| 教科書 ／Required Text |
波・光・熱 小出昭一郎著 裳華房 1997(ISBN:9784785320768) |
| 教科書・参考書に関する備考 |
教科書に沿って発展的な内容も盛り込んだプリントを事前に配付します。 （同じ内容はMoodleでも事前に公開します。） 補助教材として、セルフチェックシート、セルフチェック問題を提供します。 熱力学に関する本は本学附属図書館に多数あります。自分に合った本を探してください。 |
| 成績評価方法 ／Grading Guidelines |
小テストの合計点を40点満点に換算し、定期試験（60点満点）と合算して評価する。100点満点中60点以上を合格とする。ただし、再試験の場合の最高評価点（小テスト換算値と再試験の合計点）は79点とする。再試験不合格者は再履修すること。 到達度目標1-7については、小テストおよび定期試験において論述問題および計算問題を出題して評価する。 |
| 履修上の注意 ／Notices |
・次週のレジュメを予めMoodleで公開するとともに、紙でも配付します。 ・理解度向上と出席確認のため毎回小テストを行う。 ・80%以上の出席、80%以上の小テスト提出が必須 （出席80%未満の者は、原則として定期試験の受験資格を失うものとする）。 ・定期試験不合格者には１回に限り再試験を行う （ただし、評価の最高点は79点とする）。 ・やむを得ない理由で定期試験を受験できなかった者には追試験を行う場合が あるので、すぐに連絡をとること。 ・再試験不合格者は再履修すること。 ・緊急の告知はMoodleや大学アカウントの個人メールで行う。 |
| 教員メッセージ ／Message from Lecturer |
熱力学は身近な熱現象から、地球温暖化の問題まで適用できる実用的学問であり、もちろん物理や化学の研究にとっても重要な基礎学問です。「役に立つ」、「使える」ようになるためには、熱力学の考え方になれる必要があります。そのためには、毎回配付する穴埋め形式のプリントを、自分の頭で考えて記入し、自分の資料を完成することが重要です。また、毎回課す小テストも自分で考えなければ（他人の解答を写してしまうと）意味がありません。 |
| 学習・教育目標との対応 ／Learning and Educational Policy |
学生便覧「学習目標と授業科目との関係表」参照 |
| 関連科目 ／Related course |
力学を基礎とする部分を含み、統計力学の基礎となる。熱力学の考え方は、固体物理学A、固体物理学B、量子物質科学A, B, C, D（半導体、誘電体、超伝導、磁性に関する物理学）でも必要となる。 |
| No. | 回（日時） ／Time (date and time) |
主題と位置付け（担当） ／Subjects and instructor's position |
学習方法と内容 ／Methods and contents |
備考 ／Notes |
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| 該当するデータはありません | ||||
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Active learning 1-1 ／主体的学修（反転授業，小テスト，振り返り 等） |
・事前配布プリントで主体的に学習して授業に臨むこと。 ・毎回、振り返りの時間を設けるので、主体的に理解度を確認すること。 ・課された小テストについて自ら振り返り学習を行い、理解を深めること。 |
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Active learning 1-2 ／上記項目に係るALの度合い |
50%超 |
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Active learning 2-1 ／対話的学修（グループ学習，協働，調査体験 等） |
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Active learning 2-2 ／上記項目に係るALの度合い |
該当なし |
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Active learning 3-1 ／深い学修（複数科目の知識の総合化や問題解決型学修 等） |
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Active learning 3-2 ／上記項目に係るALの度合い |
該当なし |