タイトル

開講年度 開講学部等
2025 国際総合科学部
開講学期 曜日時限 授業形態 AL（アクティブ・ラーニング）ポイント
前期後半 月9～10    
時間割番号 科目名[英文名] 使用言語 単位数
1091011092 物質・エネルギー・環境Ⅱ[Fundamental Science II] 日本語 1
担当教員（責任）[ローマ字表記] メディア授業
赤井 光治[AKAI Koji] ー
担当教員[ローマ字表記]
赤井 光治　[AKAI Koji]
特定科目区分   対象学生   対象年次 2
ディプロマ・ポリシーに関わる項目 カリキュラムマップ(授業科目とDPとの対応関係はこちらから閲覧できます)
授業の目的と概要
　身の回りで起こるマクロなスケールでのほとんどの現象は不可逆な過程である。これは、身の回りの物質が原子や分子など多数の粒子で構成されていることに起因する。このような特徴は統計学的な視点を加えることにより自然に理解できる。この時に導入される重要な物理概念が「エントロピー」である。本講義ではエネルギーに関連する現象を紹介すると共にエントロピーとは何か、またその性質を具体的な現象を考えつつ学ぶ。また、エントロピーの概念とも密接な関係を持つ量子現象についてもふれる。
授業の到達目標
1. 普段何気なく使っている温度や熱のマクロな特徴を認識し、それらの特徴がミクロな世界で起こる現象と密接に関わっていることを理解する。
2. 物理的な現象には時間的な方向性（不可逆性）があることを再認識し、それを記述する概念である「エントロピー」とはどのような物理量か説明できるようになる。
3. 具体的な物理現象を通じで統計学的な考え方や多変数解析的な考え方などの数学的な手法が論理思考のツールとして使えるようになる。
授業計画
【全体】
この講義では、マクロな物質や気体が持つ性質を統計的な手法を用いミクロなスケールでの物理プロセスやエネルギーに基づき説明していく。
項目 内容 授業時間外学習 備考
第1回 講義ガイダンス 講義に関する全般について説明する。 Moodleコースの教材を用いた、予習・復習および講義ノートによる復習を行う（４時間程度）
第2回 理想気体の特徴：状態と温度 物質の相変化について概説すると共に、理想気体の持つ基本的な性質(Boyle-Charlesの法則)を説明
 		Moodleコースの教材を用いた、予習・復習および講義ノートによる復習を行う（４時間程度）
第3回 熱とエネルギー 熱力学におけるエネルギー保存速について学ぶ。 Moodleコースの教材を用いた、予習・復習および講義ノートによる復習を行う（４時間程度）
第4回 エントロピーと不可逆操作 熱現象に伴う不可逆性に関連し「エントロピー」を導入し、その性質について学ぶ Moodleコースの教材を用いた、予習・復習および講義ノートによる復習を行う（４時間程度）
第5回 熱機関とCarnotサイクル 熱を利用する技術: 熱機関について学ぶ。特に、熱を効率的に利用するための基礎的な操作「Carnotサイクル」を紹介する。 Moodleコースの教材を用いた、予習・復習および講義ノートによる復習を行う（４時間程度）
第6回 ミクロな状態とエントロピー 全ての物質が微小な粒子「原子」の集まりであることと、エントロピーの性質の関係について学ぶ Moodleコースの教材を用いた、予習・復習および講義ノートによる復習を行う（４時間程度）
第7回 量子の世界 ナノサイエンスやテクノロジーにおいて基本となる量子物理について概要を学ぶ Moodleコースの教材を用いた、予習・復習および講義ノートによる復習を行う（４時間程度）
第8回 総括 まとめ Moodleコースの教材を用いた、予習・復習および講義ノートによる復習を行う（４時間程度）
※AL（アクティブ・ラーニング）欄に関する注
・授業全体で、AL（アクティブ・ラーニング）が占める時間の割合を、それぞれの項目ごとに示しています。
・A〜Dのアルファベットは、以下の学修形態を指しています。
【A：グループワーク】、【B：ディスカッション・ディベート】、【C：フィールドワーク（実験・実習、演習を含む）】、【D：プレゼンテーション】
A: --%　B: --%　C: --%　D: --%
成績評価法
定期試験および講義内･外での課題の理解度により評価を行う。なお、定期試験を受けることが欠格条件になります。
定期試験（中間・期末試験）　95%,　小テスト・授業内レポート　5%.
教科書にかかわる情報
備考
参考書にかかわる情報
参考書 書名 エントロピーと秩序 : 熱力学第二法則への招待 ISBN 9784532520144
著者名 ピーター・W.アトキンス 著,米沢富美子, 森弘之 訳, 出版社 日経サイエンス社 出版年 1992
参考書 書名 いまさら熱力学? ISBN 9784621043752
著者名 戸田盛和 著, 出版社 丸善 出版年 1997
参考書 書名 基礎物理学 ISBN 9784780610420
著者名 原康夫著 出版社 学術図書出版社 出版年 2022
備考
必要な情報や教材の提示はMoodleを用いる。
http://mdcs5.cc.yamaguchi-u.ac.jp/moodle/
メッセージ
「なぜそうなるのか？」を考え、理解してください。暗記しても意味はありません。また、順番に理解を進める必要があります。毎回の講義に対する、予習と復習を必ずし、わからないところをそのままにしないようにしてください。そのために、毎回の講義でノートを取り、自分の講義ノートを作成してください。
キーワード
持続可能な開発目標（SDGs）

  • エネルギーをみんなに そしてクリーンに
  • 産業と技術革新の基盤をつくろう
  • 気候変動に具体的な対策を
(エネルギー)すべての人々の、安価かつ信頼できる持続可能な近代的エネルギーへのアクセスを確保する。
(インフラ、産業化、イノベーション)強靱（レジリエント）なインフラ構築、包摂的かつ持続可能な産業化の促進及びイノベーションの推進を図る。
(気候変動)気候変動及びその影響を軽減するための緊急対策を講じる。
関連科目
物質・エネルギー・環境II
履修条件
・新規履修クラスです。再履修の人は受講できません。
・再履修の人は別に開講する再履修クラスを履修してください。
・４年生の再履修者で９月卒業を希望する人は事前に相談に来てください。
連絡先
akai@yamaguchi-u.ac.jp
オフィスアワー
随時

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