授業の形態
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講義、演習又は実験
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アクティブラーニング
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学生が文献や資料を調べる
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授業内容と方法
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<授業内容>
熱力学の基礎を習得し、初等的問題を解く力をつけるため演習を行う。
「仕事」を中心に熱力学を構成していく。その際、論理的な「要請」と「結果」を明確にする。
等温環境での仕事と断熱環境での仕事を議論し、その違いから熱とエントロピーを定式化する。
理想気体をはじめとするいくつかの系に対して、様々な熱力学的な量を実際に計算し、結果を考察する。
熱力学的諸量の計算と考察に焦点を当てる。
<授業方法>
演習問題のプリントをWebClassで配布し、それを学生が解く。その後、教員が解説する。
授業に関する連絡をWebClassで行う。
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URGCC学習教育目標
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自律性、問題解決力、専門性
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達成目標
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熱力学の基礎
・平衡状態とその記述法
・熱力学第一法則（熱と仕事の等価性）
・熱力学第二法則（熱と仕事の違い）
・熱とカルノーの定理
・エントロピー
・Helmholtzの自由エネルギー
について理解する。
上記に関連する初等的問題を解き、論理的に説明できる。
「自律性」、｢問題解決力」、「専門性」
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評価基準と評価方法
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中間テストと期末テストで評価する。
・中間テスト：40％
・期末テスト：60％
全授業回数の3分の1以上欠席した場合は、評価の対象としない。
正当な理由なく期末テストを受けなかった場合は、単位を認定しない。
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履修条件
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熱力学（物物303）を同時履修または履修済みであること。
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授業計画
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１． 数学的準備 （ポテンシャル・全微分と偏微分）
２． 平衡状態の記述
３． 等温操作とKelvinの原理
４． 最大仕事の原理
５． Helmholtzの自由エネルギーと状態方程式
６． 理想気体とvan der Waals 気体
７． 中間テスト１
断熱操作および熱力学におけるエネルギー保存則と断熱仕事
８． エネルギーおよび理想気体における断熱操作
９． 断熱曲線および大気温度の高度依存性
１０． 熱の導入
１１． Carnotの定理とCarnotサイクル
１１． 中間テスト２
熱機関の効率の上限
１２． エントロピーの定義とその性質
１３． 理想気体およびvan der Waals 気体のエントロピー
１４． エントロピーと可逆性・不可逆性
１５． Helmholtzの自由エネルギーの微分
１６． 期末試験
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事前学習
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１時間程度の事前学習を前提として授業を進める。
プリントの問題と参考書の関連ページを読んで問題の設定を理解しましょう。知らない言葉・概念があれば調べましょう。
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事後学習
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１時間程度の事後学習を前提として授業を進める。
授業で解説した問題を自分で解き直し、問題や解答について考察しましょう。
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教科書にかかわる情報
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教科書全体備考
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WebClassでプリントを配布する。
学生の理解度や進度に合わせて問題を変更する場合がある。
ノートパソコン等で授業中に閲覧できるようにしよう。
参考書に挙げた田崎晴明 「熱力学 : 現代的な視点から」に沿って授業を行う。
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参考書にかかわる情報
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9784563024321
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新物理学シリーズ / 山内恭彦監修, 32
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田崎晴明著
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培風館
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2000
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978-4489023415
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前野昌弘著
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東京図書
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2020
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9784061572034
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講談社基礎物理学シリーズ / 二宮正夫 [ほか] 編, 3
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菊川芳夫著 ; 講談社サイエンティフィク編
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講談社
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2010
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参考書全体備考
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特になし
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使用言語
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日本語
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メッセージ
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熱力学の基礎を理解し、基本的な問題を解く力をつけてください。
そのためには授業以外の学習が必要です。
自学自習して、分からない点があれば質問してください。
教務情報システムの「お知らせ」やWebClassからのメッセージ、シラバスの更新を定期的に確認してください。
欠席数や遅刻数、提出レポート数等は、各自把握してください。
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オフィスアワー
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月の午後および火・金の午前中。
その他も在室中（理A３０２）ならいつでも。
事前にメールで連絡ください。
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メールアドレス
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この項目は教務情報システムにログイン後、表示されます。
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URL
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YouTube での解説動画
https://www.youtube.com/user/youtomotomo/videos?view=0&sort=dd&shelf_id=0
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