熱力学 ( 10003 , 10670)　

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講義の目標

教科書・演習書

  1. フェルミ熱力学 エンリコ・フェルミ (加藤 正昭訳) 三省堂 (1973)
  2. 熱・統計力学 (物理入門コース７) 戸田 盛和 岩波書店 (1983)
  3. 熱力学入門, 佐々真一, 共立出版
  4. 大学演習 熱学・統計力学 久保 亮五編 裳華房 (1998)
  5. 熱学演習-- 熱力学, 原島 鮮著, 裳華房 (1979)

参考書・副読本

  1. 物理学とは何だろうか (上, 下), 朝永振一郎, 岩波書店（岩波新書）
  2. 原子, ジャン・ペラン著, 岩波書店（岩波文庫）
  3. マクロな体系の論理, 吉岡大二郎, 岩波書店（岩波講座, 物理の世界, 統計力学２）
  4. Statistical physics (berkeley physics course - vol. 5) , F. Reif, McGraw-Hill (夏休みにおすすめ)
  5. ゼロからの熱力学と統計力学, 和達三樹, 十河清, 出口哲生, 岩波書店
  6. ゴムはなぜ伸びる?[東京理科大・坊ちゃん選書], 伊藤真義, オーム社
  7. ゴム弾性, 久保亮五, 裳華房
  8. 熱力学の基礎, 清水明, 東京大学出版 (夏休みにおすすめ)
  9. 熱力学 --現代的視点から--, 田崎晴明, 培風館 (夏休みにおすすめ)
  10. 基礎から学ぶ熱力学, 大野 公一, 岩波書店
  11. 熱力学(講談社基礎物理学シリーズ３), 菊川芳夫, 講談社

講義内容 (配布プリント)

　0. はじめに

  1. 熱平衡状態 [まとめ, 例題1, 演習1, 演習1解]
    1. 平衡状態，状態量，気体温度計による絶対温度，状態方程式
  2. 熱力学的な過程 [まとめ, 例題2, 演習2 演習2解]
    1. 緩和過程と不可逆性，熱機関とサイクル，準静的過程，状態量の変化
  3. 熱と仕事 [まとめ, 例題3, 演習3 演習3解]
    1. 熱と仕事の等価性 {ジュールの実験１}
    2. 熱量Qと比熱，熱の仕事当量
    3. 仕事Wと圧力
    4. 気体の自由膨張におけるQとW {ジュールの実験２}
  4. 熱力学第一法則[まとめ,例題4A,B, 演習4 演習4解]
    1. 第一法則
    2. 内部エネルギーの存在，第一法則の数学的表現(積分可能性)，比熱との関係(正定値性)
    3. 第一法則の理想気体への適用
      1. 準静的等温過程における吸熱 Q
      2. マイヤーの関係式
      3. 断熱曲線，準静的断熱過程における仕事 W
  5. 熱力学第二法則 [まとめ, 例題5A,B, 演習5]
    1. 熱機関の効率と不可逆性，第二法則の表現(Thomsonの原理，Clausiusの原理)
    2. Carnotの定理，カルノーサイクル
    3. 熱力学的絶対温度
    4. Clausiusの不等式
  6. エントロピー[まとめ, 例題6A,B, 演習6]
    1. Clausiusの不等式 (連続極限)
    2. エントロピーの定義
    3. エントロピーと不可逆性, エントロピー増大則, 混合エントロピー
  7. 熱力学的関係式[まとめ, 例題7A,B,C, 演習7]
    1. 熱力学の基本方程式
    2. 積分可能性からの帰結：マックスウェルの関係式
    3. UとSを求める：ファン-デル-ワールス気体, ゴムとバネ
    4. 物質量と化学ポテンシャル
    5. 平衡条件
  8. 自由エネルギー/熱力学的ポテンシャル[まとめ,例題8,演習8]
    1. Helmholtzの自由エネルギー, Gibbsの自由エネルギー, Gibbs-Duheim 関係式
    2. 相平衡, Clausius-Clapeyron 関係式, Maxwell の規則, Gibbs の相律
  9. 応用 [まとめ, 例題9, 演習9]
    1. 希薄溶液, 浸透圧, 沸点上昇
    2. 化学平衡の条件

レポート課題と解答例

試験について

　

夏休みにおすすめの本