山梨大学電子シラバス

授業科目名

担当教員

環境熱学特論

舛谷敬一

時間割番号

単位数

コース

履修年次

期別

曜日

時限

324230

前期

金

［概要と目標］

まず、平衡状態の仮定の下で成立している熱力学の復習を通じて、エネルギーやエントロピーなどの基本的概念、熱力学の第一法則や第二法則などの基本原理に関する理解を深める。次いで、環境科学に必須である開放系の非平衡状態での熱力学構築への糸口を探る。その方策として、一つの試みである槌田の「資源物理学」の考えを理解し、その著書を批判的に読むことで新たな知見を各自が構築できるようにする。 なお、受講者が受け身にならないように、基本的にセミナー形式で授業を行なう。また、予習・復習のために練習問題等の課題を課す。

[到達目標]

１．熱力学の基本概念や基本法則を十分に理解し、説明できる。 ２．開放系の熱学の基本原理としての物質保存、エネルギー保存、エントロピー増大を理解し、説明できる。 ３．熱機関の性質やその活動持続条件を理解し、説明できる。 ４．槌田の「資源物理学」の考えを理解し、説明できる。

［必要知識・準備］

物理学と数学の基礎的な知識。 環境物理学を受講していることが望ましい。

［評価基準］

No	評価項目	割合	評価の観点
1	小テスト／レポート	30 %	授業理解力、論理的思考能力、問題設定／解決能力
2	受講態度	30 %	日常的勉学努力、自発的勉学
3	発表／表現等	40 %	発表／表現力、知的好奇心と探求力

［教科書］

槌田敦, 熱学外論 ― 生命・環境を含む開放系の熱理論 ―, 朝倉書店, ISBN:4254130619

［参考書］

［講義項目］

１．温度と熱：温度と熱の意味を理解し、その違いを説明できる。 ２．熱力学の第一法則：エネルギー保存則として熱力学の第一法則を説明できる。 ３．熱力学の第二法則：不可逆過程と熱力学の第二法則の関係を説明できる。 ４．さまざまなエントロピー：エントロピーの定義を理解し、様々な課程について計算できる。 ５．開放系の熱学の基本原理：閉鎖系と開放系の違いを理解し、熱学の基本原理を考察できる。 ６．熱機関におけるエントロピー：様々な熱機関についてエントロピー変化を計算できる。 ７．熱機関各論：様々な熱機関の特徴を説明できる。 ８．資源論：槌田の「資源論」の概要を説明できる。 ９．生命の熱学：生命活動を熱機関として考察し、その特徴を説明できる。 10．熱化学機関としての生命：生命活動を熱化学機関として考察し、その特徴を説明できる。 11．熱学的機関の活動持続条件：熱学的機関の活動持続条件として循環のある流れの重要性を説明できる。 12．熱学的機関としての自然環境：自然環境を熱学的機関として考察し、その特徴を説明できる。 13．自然環境と人間の活動：自然環境と人間活動の関係を熱力学的観点から説明できる。 14．熱化学機関としての人間社会：人間社会を熱化学機関として考察し、その特徴を説明できる。 15．総括評価・まとめ