2025年度 (最新) 学院等開講科目工学院電気電子系

電子材料科学

開講元: 電気電子系
担当教員: 伊藤治彦
授業形態: 講義 (対面型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 金3-4 (SL-101(S011))
クラス: -
科目コード: EEE.D311
単位数: 100
開講時期: 2025年度
開講クォーター: 1Q
シラバス更新日: 2025年3月19日
使用言語: 日本語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

電子材料の作製や特性理解に不可欠な熱力学の基本を学習します。第１法則や第２法則といった少数のルールから熱力学が成り立っていることを明らかにし、各法則を定量的に表すために必要な内部エネルギー，エンタルピー，エントロピー，自由エネルギーのような状態量の間に成り立つ関係を調べます。さらに系の構成成分が変化する過程を記述するのに必要な化学ポテンシャルを導入し、平衡や相転移などを議論します。誘電体や磁性体などへの応用についても言及します。

到達目標

物質の熱的性質の理解と解明に必要な状態量や熱力学的諸関数の概念と活用法を習得し、エントロピー増大の法則などを基にして化学反応の方向や平衡の条件を議論できるようになることを目標とします。また、熱力学関数の関係を導くのに必要な数学を身につけることを目指します。

キーワード

状態方程式，全微分，熱力学の第１法則，熱力学の第２法則，内部エネルギー，エンタルピー，エントロピー，自由エネルギー，化学ポテンシャル，平衡，相転移

学生が身につける力

専門力
教養力
コミュニケーション力
展開力 (探究力又は設定力)
展開力 (実践力又は解決力)
・電気電子分野の応用専門力

授業の進め方

独自の講義資料を用いる。講義の終了後に各回の内容の復習もしくは補遺として課題を配付するので、各自解答を試みること。解答例を次回に示す。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	内部エネルギーとエンタルピー	熱力学第１法則を理解する。また、系の状態変化を記述するのに多用される準静的過程を学ぶ。
第2回	エントロピーと不可逆過程	熱力学第２法則を理解する。また、エントロピー増大の法則を学ぶ。
第3回	熱力学関数と平衡の安定性	熱力学的諸関数の関係の導き方を学ぶ。
第4回	化学ポテンシャルと開いた系	構成成分が可変である開いた系の扱い方を理解する。
第5回	相平衡と相転移	相平衡の条件を考察し、相転移を理解する。
第6回	化学平衡と界面	化学平衡の条件を理解する。
第7回	幾つかの系	誘電体・金属・磁性体などへ熱力学を適用する。

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため，配布資料の該当箇所を参照し，各講義毎に授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

指定なし

参考書、講義資料等

各回の講義資料をScience Tokyo LMSで配布する。また、毎回、課題をScience Tokyo LMSで出す。

成績評価の方法及び基準

熱力学の基本法則、エントロピーなどの化学反応の方向性を決める状態量や条件、熱力学関数を結びつける数学技法に関する理解度を評価する。配点は、期末試験を5割、課題を5割とする。

履修の条件・注意事項

特になし