Syllabus data
|
Teacher name ： NAGAI Hiroki
|
開講年度
2025Year
開講学期
1Q
科目名
Statistical Thermodynamics
授業種別
Lecture
科目名（英語）
Statistical Thermodynamics
授業情報(授業コード・クラス・授業形態)
A1400021 Statistical Thermodynamics
担当教員
NAGAI Hiroki
単位数
2.0Credits
曜日時限
Fri.2Period,Fri.3Period
キャンパス
Hachioji Campus
教室
15-202講義室
学位授与の方針
1 基礎知識の修得 10 ％
2 専門分野の知識・専門技術の修得 80 ％ 3 汎用的問題解決力の修得 10 ％ 4 道徳的態度と社会性の修得 0 ％ 具体的な到達目標
熱・統計力学の基礎となる概念と法則が理解できる。
受講にあたっての前提条件
熱力学の法則に関する基礎知識や概念を認識していること。
授業の方法とねらい
私たちの生活において実感するマクロ世界の現象は，膨大な数の原子や分子が集まった集合体の性質を反映している。この集合体の現象を理解するには，古典的に体系が確立されているニュートン力学や電磁気学，そして熱力学である。一方で，構成する原子や分子のミクロの世界から理解しようとするのが量子力学である。異なる状態や性質をもつ多数の粒子が集まった物質の性質を表すためには，膨大の数の粒子を統計的に処理する必要があり，その手法が統計力学である。本講義では，熱力学の基本法則(第0法則〜第3法則)の習得を目標とする。本授業では，物理・化学両方の視点から熱力学を取り扱い，統計力学の基本原理と応用について，熱力学との関係に留意しながら基礎的事項を理解する。
AL・ICT活用
Project Based Learning
第1回
授業形態
対面
事前学習
事前学習；本講義で学ぶ目的を理解する。
1.5時間
授業内容
1. 熱力学の基礎概念について
本講義で学ぶ熱力学の概念について理解する。 事後学習・事前学習
事後学習；熱力学の概念を復習する。
事前学習；運動エネルギーを予習する。 3時間
第2回
授業形態
対面
授業内容
2. 運動エネルギー
分子の運動に関して理解する。 事後学習・事前学習
事後学習；運動エネルギーを復習する。
事前学習；気体の状態方程式に関して予習する。 3時間
第3回
授業形態
対面
授業内容
3. 気体の状態方程式
理想気体と実在気体に関して理解する。 事後学習・事前学習
事後学習；理想気体と実在気体に関して復習する。
事前学習；内部エネルギーに関して予習する。 3時間
第4回
授業形態
対面
授業内容
4. 内部エネルギー
内部エネルギーを理解する。 事後学習・事前学習
事後学習；内部エネルギーを復習する。
事前学習；仕事に関して予習する。 3時間
第5回
授業形態
対面
授業内容
5. 仕事
熱と仕事を理解する。 事後学習・事前学習
事後学習；仕事に関して復習する。
事前学習；いろいろな熱力学過程に関して予習する。 3時間
第6回
授業形態
対面
授業内容
６. いろいろな熱力学過程について
いろいろな熱力学過程を理解する。 事後学習・事前学習
事後学習；いろいろな熱力学過程を復習する。
事前学習；これまでの講義内容を見返す。 3時間
第7回
授業形態
遠隔（オンデマンド）
授業内容
7. 学習の振り返りI
これまでの学習を振り返る。 事後学習・事前学習
事後学習；講義でおこなった問題を復習する。
事前学習；エンタルピーに関して予習する。 3時間
第8回
授業形態
対面
授業内容
8. エンタルピーについて
エンタルピーを理解する。 事後学習・事前学習
事後学習；エンタルピーを復習する。
事前学習；熱容量（マイヤーの関係式）に関して予習する。 3時間
第9回
授業形態
対面
授業内容
9. 熱容量（マイヤーの関係式）について
熱容量（マイヤーの関係式）に関して理解する。 事後学習・事前学習
事後学習；熱容量（マイヤーの関係式）に関し復習する。
事前学習；エントロピーに関して予習する。 3時間
第10回
授業形態
対面
授業内容
10. エントロピー
エントロピーを理解する。 事後学習・事前学習
事後学習；エントロピーを復習する。
事前学習；自由エネルギーに関して予習する。 3時間
第11回
授業形態
対面
授業内容
11. 自由エネルギー
自由エネルギーを理解する。 事後学習・事前学習
事後学習；自由エネルギーを復習する。
事前学習；カルノーサイクルと熱効率に関して予習する。 3時間
第12回
授業形態
対面
授業内容
12. カルノーサイクルと熱効率
カルノーサイクルと熱効率を理解する。 事後学習・事前学習
事後学習；カルノーサイクルと熱効率を復習する。
事前学習；熱力学と統計力学に関して予習する。 3時間
第13回
授業形態
対面
授業内容
13. 熱力学と統計力学について
熱力学と統計力学を関係式から理解する。 事後学習・事前学習
事後学習；熱力学と統計力学について復習する。
事前学習；これまで授業で学習した全ての内容を復習すること。 3時間
第14回
授業形態
対面
授業内容
14. 学習成果の確認
学習の成果を確認する。 事後学習・事前学習
事後学習；これまで授業で学習した全ての内容を復習すること。
事前学習；成果の確認の内容を復習すること。 3時間
第15回
授業形態
遠隔（オンデマンド）
授業内容
15. 学習内容の振り返り（学生へのフィードバック）
これまでの学習内容を振り返る 事後学習
事後学習；成果の確認の内容を復習すること。
1.5時間
成績評価の方法
原則として、定期試験の点数が60点以上を合格とする。ただし、授業中提出課題の評価を50%まで含め、総合評価が100点を超えないようにして規格化して評価する。
受講生へのフィードバック方法
KU-LMS上のフォルダに全体の講評をアップロードする。
教科書
指定教科書なし
参考書
W.グライナー 他著 「熱力学・統計力学」 丸善出版
原田義也 著 「統計熱力学」 裳華房 原島鮮 著 「熱力学・統計力学」改訂版 培風館 鈴木彰 他著 「統計熱力学の基礎」 共立出版 オフィスアワー
土曜13:00-15:00とする。教員の居室は八王子キャンパス（4号館7階704号室）。会議や出張で不在の可能性があるので事前に連絡を取ることを推奨する。メールで連絡・質問する場合は、st40846@ns.kogakuin.ac.jpまで。
受講生へのメッセージ
熱力学は、非常に膨大な数の原子や分子の性質を、ほんの数個の物理量(熱力学変数)で記述できてしまう、大変ユニークかつ便利な学問です。様々な学問に精通しますので、一生懸命勉強してください。
実務家担当科目
Not applicable
実務経験の内容
教職課程認定該当学科
Department of Applied Physics
その他の資格・認定プログラムとの関連
関連する科目でない
教育課程コード
Ⅱ2b
教育課程コードの見方【例】 Ⅰ2a（Ⅰ…Ⅰ群、2…2年配当、a…必修） ※ a : 必修 b : 選択必修 c : 選択 ※複数コードが表示されている場合には入学年度・所属学科の学生便覧を参照のこと
|
