シラバス

学科(専攻)・科目の種別等	理科・・・・・・・・・・・・・・・	授業コード	E1E214701	科目コード	E1E2147
		授業の方法	講義	単位数	2
		期別	前期	曜日・時限	火５
授業科目	エネルギーとエントロピーの物理科学
副題	物質とエネルギーの流れや受け渡しに関する物理法則とその応用
担当教員	加藤　徹也
履修年次／セメスター	２～４年
受講対象	自学部他学科(自研究科他専攻)	可
	他学部(他研究科)	可
	科目等履修生	可
概要	物体間での熱やエネルギーの受け渡しを考える。この上で基礎となる，水や空気の「流れ」について学び、さらにエネルギー転換で重要となる気体の性質を中心に、物質の性質を考える。
目的・目標	物体が持つエネルギーは、他の物体と接し、熱としてあるいは仕事としての受け渡しによって、あるいは運動・ポテンシャル・電磁気・熱などのエネルギー形態の変化によって初めて意味のある量となる。また、エネルギーの受け渡しの中には、時間とともに熱が拡散する場合などのような元に戻すことができないものもある。これらを理解し、身近な物体の性質や運動が温度や時間とどのように関わるかを深く考察することが目標である。
授業計画・授業内容	授業計画第一部：圧力と流れ：　エネルギーの受け渡しを理解するための基礎として『圧力』や『流れ』に関する身近な現象を取り上げる。第 1回　密度、浮力、圧力、第 2回　流れの特性、ベルヌーイの法則、第 3回　粘性、波動のエネルギーなど。第二部：熱に関わる現象と経験則：　熱に関する様々な現象や定量的扱いのための諸概念、および経験的に確立された法則を取り上げる。第 4回　熱伝達、温度計、熱膨張、第 5回　ボイル・ゲイリュサックの法則、理想気体、第 6回　理想溶液、凝固点降下・沸点上昇・蒸気圧降下・浸透圧、第 7回　熱容量・比熱など。第三部：熱現象の微視的理論：　熱を原子・分子の力学的運動とする考えを、特に「なぜそういうアイデアが生まれたのか」を中心に紹介する。第 8回　微粒子の拡散とブラウン運動、力学（衝突問題）復習、第 9回　気体分子運動論、第10回　エネルギー等分配則、気体や固体の比熱、第11回　気体分子の速度分布、分子の衝突頻度など。第四部：熱効率と熱力学の法則：　エネルギー形態の変換の応用で重要なエンジンや冷暖房の効率について考察し、変換の不可逆性と効率の理論上限の関係（熱力学第二法則）を紹介する。第12回　断熱変化・等温変化、第13回　準静的過程、第14回　エントロピー、第15回　熱力学関係式、自由エネルギーなど。
キーワード	熱、原子論、エネルギーの伝達、時間の不可逆性
教科書・参考書	プリントを配布する。参考書：サーウェイ著『科学者と技術者のための物理学Ⅰb』および『Ⅱ』（学術図書出版社）
評価方法・基準	ミニテスト3回×15点、期末試験55点
履修要件	基礎物理学Ⅰ（力学）を履修済みであることが望ましい。
備考