○物理学Ｄ（Physics D）[3319]

＜学位授与の方針＞

○	1. 基礎知識の習得
◎	2. 専門分野知識の習得
	3. 汎用的問題解決技能
	4. 道徳的態度と社会性

＜授業のねらい＞

物理学Ｃ〜Ｆでは、「物理学Ａ」および「物理学Ｂ」で学んだ、
力学の諸概念と物理学の考え方をもとに、物理学の諸分野の基礎理論を概観する。
物理学Ｄでは、熱力学の基礎理論について紹介する。
また、これらの学習を通じて、現実に起こる自然現象をどのようにモデル化し、
数学的な方法を用いて記述していくかということを系統的に学び、
後の工学系の専門科目を学習する際の基礎を築く。

＜受講にあたっての前提条件＞

１．「物理学Ａ」および「物理学Ｂ」の内容を理解していること。
２．高校数学全範囲および「微分」・「積分」・「線形代数学Ａ」・「線形代数学Ｂ」の内容を理解し、
使えるようになっていること。

＜具体的な到達目標＞

初回授業の準備学習については、「物理学Ａ」および「物理学Ｂ」の内容を復習しておくこと。
２回目以降の授業に関しては、その都度指定する。

１．熱力学の基礎的な概念を理解する。
２．理想気体を事例として，物質の状態変化の熱力学的記述を理解する
３．熱力学の第１，第２法則を理解し，単純な系に対してそれらを適用して分析できる
４．状態量の概念の重要性を理解し，内部エネルギー，エントロピーの概念を把握する

＜授業計画及び準備学習＞

１．熱力学の基礎概念と物理量
SIの復習。物質量，絶対温度の意味，熱，熱容量，比熱。
理想気体の状態量（p, V, T）と状態方程式の紹介。
状態図（pV図など）の読み方。
２．理想気体の状態方程式，気体分子運動論
気体の状態方程式の意味。理想気体の分子論的定義と状態方程式の導出。
気体のエネルギーと等分配の法則。
３．熱力学の第１法則
気体のする仕事とpV図の関係。状態量の概念と意義および各種の比熱。
内部エネルギー。第1法則。
４．気体の状態変化
定積変化と定圧変化。マイヤーの関係式。等温変化と断熱変化。
比熱比。気体分子の自由度。
５．熱機関，熱力学の第２法則
熱機関と熱効率。熱サイクル（カルノーなど）の効率。
第２法則の各種の表現（効率，トムソン，クラウジウス）と意味。
６．第２法則とエントロピー
カルノーの定理，クラウジウスの不等式からエントロピーの概念へ。
第２法則とエントロピーの増大。エントロピーのミクロな表現。
７．学習の振り返り

＜成績評価方法＞

期末試験の成績をもとに理解度を評価する。Grade D以上を合格とする。

＜教科書＞

加藤潔『理工系　物理学講義』（培風館）
授業はこの教科書を適宜参照しつつ行う。また，必要に応じてプリントなどの資料を配布する。

＜参考書＞

他にも、大学レベルの力学の教科書は多く出版されているので、各自に合ったものを少なくとも１冊は購入しておくことを勧める。

＜オフィスアワー＞

【前期】月曜〜金曜の１限〜５限　八王子校舎　総合教育棟１W−３３２
【後期】火曜〜土曜の１限〜５限　八王子校舎　総合教育棟１W−３３２
ただし、他の講義や実習・実験を担当している時間は不在となります。

メールでの問い合わせにも随時対応します。連絡先は：imaeda.kougakuin@gmail.com になります。
アドレスのスペルに気をつけること。
また、返信は上記gmailのアドレスからになるので、上記アドレスからのメールの着信許可を設定しておくよう気をつけること。

＜学生へのメッセージ＞

・授業中の、講義内容に関する質問は大歓迎です。むしろわからないことは積極的に質問して共に講義を作り上げていきましょう。「ここまではわかっていたのに、此処から先がわからなくなったのでもう一度説明して欲しい」というのも立派な質問の１つです。
・答えのみを追い求めるのでなく、どうしてその答えに到達したのか、他人にその思考過程を含め図を描いたり自分の言葉で説明できるようになりましょう。
・教科書の問題を解いたり、演習の授業を活用したりすることで、自分で考える力を身につけ、より深い理解につなげてください。