シラバス情報

教員名 ： 齋藤　智彦
科目授業名称（和文）　Name of the subject/class (in Japanese)
熱力学
科目授業名称（英文）　Name of the subject/class (in English)
Thermodynamics
授業コード　Class code
9915C7P
科目番号　Course number
15PHTSM201

教員名
齋藤　智彦
Instructor
Saitoh, Tomohiko

開講年度学期
2025年度後期
Year
2025年度
Semester
②Second semester
曜日時限
水曜3限
Class hours
Wednesday 3rd period

開講学科・専攻　Department
先進工学部　物理工学科

Department of Applied Physics, Faculty of Advanced Engineering
単位数　Course credit
2.0単位
授業の方法　Teaching method
講義

Lecture
外国語のみの科目（使用言語）　Course in only foreign languages (languages)
-
授業の主な実施形態　Main class format
① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

概要　Description
ものを温める，温度を測るなど，我々は日常で熱に関する概念を用いている．しかしながら，目に見える速度や位置などと異なり「熱」という概念を正確に理解することは思いのほか難しく，歴史的にも複雑な経緯をたどり現在の理解にたどりついている．以上のような難しさがあるものの，熱力学は分かりうるマクロな物理法則のみを基礎として様々な予測を立てるという，推理小説のような面白さを含む学問であり，統計力学の基礎をなす重要な理論体系と言える．本講義ではこれらの熱力学の習得を行う．
目的　Objectives
平衡の熱力学の理解を目指す．特にマクロな物理量により系の詳細に立ち入らずに，物理量同士の関係を見出すと言う熱力学の特徴を理解する．
本講義は本学科のカリキュラム・ポリシーに定める「物理工学分野の研究遂行に必要な能力を養う」ための内容を含む科目である．
到達目標　Outcomes
  • 状態量の概念，特に示量変数と示強変数の違いを理解しGibbs-Duchemの関係式を利用できる
  • 熱力学の３法則を理解しサイクルの効率，仕事を計算できる
  • エントロピーを状態量として理解し，熱力学不等式を含む関係式の導出ができる
  • 自由エネルギー間の関係性を理解しルジャンドル変換で相互変換できる
  • 相転移の特徴，特に1次転移と2次転移を区別できる
卒業認定・学位授与の方針との関係（学部科目のみ）
リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​
履修上の注意　Course notes prerequisites
十分に復習をすること，また予め範囲に当たる教科書を一読することもお勧めする．
アクティブ・ラーニング科目　Teaching type（Active Learning）
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準備学習・復習　Preparation and review
具体的には各回毎に準備学習・復習に関して指示する．詳細は「授業計画」を参照すること．
毎週（2回に1回程度）小レポート課題が出るので翌週までに学習し提出すること（2025/9/18修正）
成績評価方法　Performance grading policy
平常点と到達度評価の結果で評価する. 平常点としては，小レポート・中間評価の提出・成績を考慮する．配点としては毎週課されるレポートは提出に重きを置き30%, 中間評価は20 %, 到達度評価を50%とする．

2025/9/18以下の通り修正。上記の「（小）レポート」「中間評価」は下記の「提出物」「中間レポート」にそれぞれ対応

提出物20%＋中間レポート30%＋到達度評価50%　提出物は2回に1回程度課す提出物は提出の重きをおく。
学修成果の評価　Evaluation of academic achievement
・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

教科書　Textbooks/Readings
教科書の使用有無（有=Y , 無=N）　Textbook used(Y for yes, N for no)
Y
書誌情報　Bibliographic information
三宅哲「熱力学」（裳華房）978-4-7853-2035-5
MyKiTSのURL（教科書販売サイト）　URL for MyKiTS(textbook sales site)
教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

参考書・その他資料　Reference and other materials
朝永振一郎「物理学とは何だろうか」 (岩波新書)　978-4004200857
熱力学の歴史的経緯や，その勘所をつかむのによい良書．物理の歴史に関しても詳しくなれる．

田崎晴明 「熱力学＝現代的な視点から」（培風館2000）　978-4563024321
指定の教科書（三宅哲 「熱力学」（裳華房））とは全く異なる視点から書かれた熱力学の教科書．熱力学を歴史では無く，操作に着目して構成している．

清水明「熱力学の基礎　上・下」（東京大学出版会）　978-4130626224 / 978-4130626231
同じく，全く異なる視点から書かれた熱力学の教科書．温度では無くエントロピーをベースとして公理論的に議論を行なう．理論が好きであれば一度は目を通すとよいと思われる．

授業計画　Class plan
第 １ 回　： 熱力学の背景と歴史, 偏微分・全微分の基礎
第 ２ 回　： 偏微分・全微分の基礎, 熱接触と熱平衡
第 ３ 回　： 状態方程式，示量変数・示強変数　
第 ４ 回　： 熱力学第１法則　仕事・熱量の概念と内部エネルギー
第 ５ 回　： 熱力学第１法則　断熱変化
第 ６ 回　： カルノーサイクル
第 ７ 回　： 熱力学第２法則
第 ８ 回　： エントロピー
第 ９ 回　： 熱力学関数とルジャンドル変換
第 10 回　： 中間評価と解説　
第 11 回　： 平衡条件と熱力学関数
第 12 回　： 熱力学的不等式
第 13 回　： 相平衡と化学平衡
第 14 回　： 相転移
第 15 回　： 到達度評価と解説

担当教員の実務経験とそれを活かした教育内容　Work experience of the instructor
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教育用ソフトウェア　Educational software
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備考　Remarks

授業でのBYOD PCの利用有無　Whether or not students may use BYOD PCs in class
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授業での仮想PCの利用有無　Whether or not students may use a virtual PC in class
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