Numbering Code	U-LAS12 10009 LJ57	Year/Term	2022 ・ First semester
Number of Credits	2	Course Type	Lecture
Target Year	Mainly 1st year students	Target Student	For science students
Language	Japanese	Day/Period	Tue.1
Instructor name	ICHIKAWA MASATOSHI (Graduate School of Science Senior Lecturer)
Outline and Purpose of the Course	熱現象に関わる物理学である熱力学について講義する。熱力学は統計熱力学や化学反応、熱機関などの学習の基礎となる科目である。前半はエントロピーを見出すに至るまでを、熱力学第一法則や第二法則を経由しつつ順に解説していく。後半は化学反応論や統計熱力学への基礎となる知識や考え方について解説する。
Course Goals	学問としての熱力学と、テクニックとしての熱力学、それらの両方の熱力学の基礎となる部分を習得する事を目標とする。
Schedule and Contents	＜授業で扱うトピックス＞ 偏微分；内部エネルギー；カルノーサイクル；熱力学第二法則；エントロピー；熱平衡；熱力学関数。 第1 回 偏微分と全微分 偏微分と全微分に関して解説する。 第2 回 偏微分係数で表した状態方程式 状態方程式を題材に熱力学変数と偏微分に馴染む。 第3 回 内部エネルギー 内部エネルギーと熱力学第一法則を解説する。 第4 回 カルノーサイクル カルノーサイクルを偏微分で書き直す。 第5 回 熱力学第二法則 どういう現象を熱力学第二法則と呼んでいるか解説する。 第6 回 熱力学的温度とエントロピー 前回から引き続いて、熱力学的温度とエントロピーの発見を解説する。 第7 回 クラウジウスの不等式 前回から引き続いて、クラウジウスの不等式を導出し、熱力学第二法則がどういうものか解説する。 第8 回 熱平衡 平衡の概念の解説と、新しい熱力学関数を導入する意義を解説する。 第9 回 熱力学関数とルジャンドル変換 ルジャンドル変換と、それを適用して出てくる熱力学関数を解説する。ついでにマクスウェル関係式を示し、それを使ってジュール・トムソン効果を解説する。 第10 回 平衡条件と安定性 これまでの知識を用いて、各種平衡条件を整理する。 第11 回 ギブス―デュエムの関係式 ギブスエネルギーと化学ポテンシャルを使った考察からギブス―デュエムの関係式を導出し、ギブスの相律を解説する。 第12 回 二成分系や混合系 ギブスエネルギーを使って、多成分系、混合エントロピーなどを解説する。 第13 回 質量作用の法則や相転移 ギブスエネルギーを使って、質量作用の法則、相転移、ファンデルワールス方程式などを解説する。 第14 回 熱力学演習 熱力学の練習問題を解く。講義の進行具合によっては、入門的統計熱力学で気体の状態方程式を導出したり、解説が薄かった箇所の復習に充てる。 第15 回 期末試験／学習到達度の評価 第16 回 フィードバック フィードバック方法は別途連絡します。
Evaluation Methods and Policy	出席（もしくはそれに相当するもの）と練習問題などの小課題を合わせた平常点評価（４０点）、定期試験の結果（６０点）に基づき評価する（合計１００点）。
Course Requirements	高校レベルの力学と微分を習得していること。
Study outside of Class (preparation and review)	各回の内容を自分なりにでも理解して次の回の授業を聴く方が理解がしやすい。