本書は、農業地水学から環境地水学へと発展の道をたどってきた地水学を筆者の目から総括し、21世紀へもちこもうとのもくろみで書かれたもので、「地水とは何か」から始まり、これから何を明らかにしようとしているのかを書いた。
好評の旧版を全面的に改訂。〔内容〕物質の構造/材料の変形/材料の強さと強化法/材料の破壊と劣化/材料試験法/相と平衡状態図/原子の拡散と相変化/加工と熱処理/鉄鋼材料/非鉄金属材料/セラミックス/プラスチック/複合材料
1. 物質の構造
1.1 原 子
1.2 元素の周期表
1.3 原子の電子配置
1.4 原子の結合
1.5 原子間力と物性
1.6 結晶の構造
1.7 金属の結晶構造
1.8 固体の密度
1.9 結晶の幾何学
1.10 X線による結晶構造解析
1.11 格子欠陥
1.12 アモルファス固体・準結晶
2. 材料の変形
2.1 応力とひずみ
2.2 弾性と擬弾性
2.3 塑性変形
2.4 結晶のすべり変形と転位
2.5 加工硬化
2.6 すべり変形以外の変形機構
2.7 温度と変形速度の影響
3. 材料の強さと強化法
3.1 材料の強さ
3.2 弾性係数と原子間結合力
3.3 結晶の欠陥と材料の強さ
3.4 合金化による強化
3.5 複合強化
4. 材料の破壊と劣化
4.1 材料の信頼性
4.2 延性破壊と脆性破壊
4.3 破壊靭性
4.4 疲労破壊
4.5 金属材料の腐食
4.6 ポリマー材料の劣化
5. 材料試験法
5.1 引張試験
5.2 硬さ試験
5.3 衝撃試験
5.4 破壊靭性試験
5.5 疲労試験
5.6 クリープ試験
5.7 摩耗試験
5.8 その他の試験
5.9 非破壊試験
6. 相と平衡状態図
6.1 状態変化の方向
6.2 1成分系状態図
6.3 2成分系状態図
6.4 3成分系状態図
6.5 自由エネルギーと状態図
7. 原子の拡散と相変化
7.1 固体中の原子の移動
7.2 フィックの法則
7.3 結晶中の拡散と拡散係数
7.4 拡散の種類と経路
7.5 拡散と材料
7.6 相変化と材料プロセス
7.7 拡散型相変化
7.8 マルテンサイト変態
8. 加工と熱処理
8.1 材料プロセスと材料特性
8.2 熱処理
8.3 鋼の熱処理
8.4 加工熱処理
8.5 析出硬化型合金の熱処理
9. 鉄鋼材料
9.1 鉄鋼の分類
9.2 Fe-C系平衡状態図と炭素鋼組織・機械的性質
9.3 炭素鋼
9.4 低合金鋼
9.5 高合金鋼
9.6 鋳鉄と鋳鋼
9.7 鉄鋼材料の腐食と防食
10. 非鉄金属材料
10.1 アルミニウムとその合金
10.2 銅およびその合金
10.3 チタンとその合金
10.4 マグネシウムとその合金
10.5 特殊合金材料
11. セラミックス
11.1 セラミックスの結晶構造と材質
11.2 セラミックスの作製プロセス
11.3 セラミックスの特性とその用途
11.4 今後のセラミックス材料の動向
12. プラスチック
12.1 プラスチックの分類
12.2 高分子材料の特性
12.3 プラスチックの成形方法
12.4 プラスチック成形とそのコスト
12.5 近年の技術開発動向・課題
13. 複合材料
13.1 複合材料の分類
13.2 複合材料の特性
13.3 強化材とその特性
13.4 プラスチック基複合材料
13.5 金属基複合材料
付 表
索 引
水はなぜ温まりにくく冷めにくいのか?電子レンジで食品が加熱できるのはなぜ?花火の鮮やかな色はどうしてでるのか?山頂はなぜ涼しいか?フェーン現象はどうして起こる?地球温暖化はなぜ起こるのか?太陽の表面温度はどのようにして測るか?…実はこれらにはすべてエネルギーの一種である「熱」がかかわっているのです。どうぞ「熱・エネルギーの科学」の不思議の世界をお楽しみください。
フーリエ解析はフーリエ級数とフーリエ変換が基本だ。しかし、関数をある三角関数の和で表わしたり(フーリエ級数)、関数にある三角関数をかけて積分したり(フーリエ変換)することで何がわかるのか。フーリエ級数とフーリエ変換はどう使い分けるのか。素朴な疑問を解決しながらフーリエ解析の考え方を自然に身につける。
編集にあたって
まえがき
ポイント1 フーリエ級数は何を表わしているのか
さまざまな周期関数
周期関数を三角関数の和で表わしてみよう
フーリエ級数の計算のしかた
フーリエ係数から何がわかるか
ポイント2 フーリエ級数の収束
無限個の和の収束とは
滑らかな関数なら収束する
不連続点をもつ関数には要注意
「収束」にもいろいろある
平均収束の意味での収束とは
ポイント3 複素フーリエ級数はなかなか便利
なぜ複素数を使うのか
複素フーリエ級数の表わし方
フーリエ級数の微分・積分
横にずらした関数f(t-β)のフーリエ級数展開
ポイント4 直行級数としてのフーリエ級数
関数どうしが直行するとは
フーリエ級数も直行級数の1つ
どんな関数でも表わせるのが完全な関数系だ
ルジャンドル多項式系も重要メンバー
どの直行級数を使えばよいか
ポイント5 フーリエ変換のイメージ
まず周期関数をフーリエ級数展開する
周期を無限大にすると和が積分に
フーリエ変換と逆変換
フーリエ変換は何を表わしているのか
フーリエ変換できる関数,できない関数
ポイント6 フーリエ変換を計算してみよう
ぜひ知っておきたい性質
微分・積分した関数のフーリエ変換
合成積,積のフーリエ変換とパーシバルの等式
しばしば使うe^(-βt^2)のフーリエ変換
ポイント7 熱伝導方程式を解く
熱伝導方程式とはどんなものか
フーリエ級数をどう使うか
無限領域ではフーリエ変換
他の偏微分方程式にも使える
ポイント8 エネルギースペクトルの考え方
エネルギースペクトルってどんなもの
役に立つが万能ではない
いろんな例で考えてみよう
パワースペクトルもよく似たもの
ポイント9 とびとびデータのフーリエ解析
とびとびデータを扱う必要性
周期的な離散データのフーリエ級数展開
サンプリング周期はどう選べばよいか
離散データのフーリエ変換
あとがき
さくいん
本書は、昔から人々が住まいの知恵としてきたものを、科学の目を加えて見つめ直したり、新しい工夫を加えてシステムと呼べるものにしたり、現代生活に生かせるよう考えだされた知恵と工夫を集めました。大事なことは、それを使いこなし、住みこなすことです。そこで実際に住んでいる人を訪ね、エコ住宅に住むことの楽しさや、いいこと尽くしでなく具合の悪いことなども、率直に聞き出しました。
本書は理工系向けに波,光,熱力学,統計物理学,応用として非平衡物理学と連続体の物理学まで解説.また,物理的なふるまいについて直観的な理解ができるように工夫した.理解を深めるため随所に図,例題を配置した好個の教科・参考書.
【主要目次】波/熱力学/統計物理学/非平衡物理学と輸送現象/連続体の物理/付録
波/熱力学/統計物理学/非平衡物理学と輸送現象/連続体の物理/付録
全面改訂〔内容〕運動の法則と運動方程式/エネルギー保存則/運動量・角運動量保存則/弾性体と流体/波動/静電場/電流と磁場/気体分子の運動/熱力学/量子力学(シュレディンガー方程式・水素原子・多体問題)/原子核と放射性崩壊
1. 運動の法則と運動方程式
1.1 運動の表現
1.2 運動の法則
1.3 運動方程式を解く
2. エネルギー保存則
2.1 仕 事
2.2 運動エネルギー
2.3 位置エネルギーと保存カ
2.4 エネルギー保存則
2.5 散逸力とエネルギー保存則
2.6 エネルギーの種類とエネルギー保存則
3. 運動量保存則と角運動量保存則
3.1 運動量
3.2 運動量保存則
3.3 衝 突
3.4 角運動量
3.5 角運動量保存則
4. 弾性体と流体
4.1 弾性体
4.2 圧 力
4.3 アルキメデスの原理
4.4 流体の運動
4.5 粘性と運動物体が受ける抵抗
5. 波 動
5.1 波動の基本
5.2 音 波
5.3 光 波
6. 静電場
6.1 静電気
6.2 クーロンの法則
6.3 電 場
6.4 電 位
6.5 電場中の荷電粒子の運動
6.6 導 体
6.7 誘電体
7. 電流と磁場
7.1 電 流
7.2 電気抵抗
7.3 磁 場
7.4 電流による磁場
7.5 電流が磁場から受ける力
7.6 誘導起電カ
8. 気体分子の運動
8.1 気体分子の圧力
8.2 気体分子の速度分布
8.3 気体の輸送現象
9. 熱力学
9.1 熱力学第1法則
9.2 熱力学的関係式
9.3 熱力学第2法則
9.4 カルノーの原理
9.5 熱力学的関係式
10. 量子力学ーシュレディンガー方程式ー
10.1 黒体放射とプランクの放射公式
10.2 原子模型と量子条件
10.3 光の二重性
10.4 光電効果
10.5 コンプトン散乱
10.6 量子力学
10.7 無限に高いポテンシャル壁で束縛された粒子の運動
10.8 トンネル効果
10.9 一次元調和振動子
10.10 矩形の箱の中に完全に束縛された粒子の運動
11. 量子力学ー水素原子ー
11.1 量子力学における角運動量
11.2 水素原子
12. 量子力学ースピンー
12.1 ゼーマン効果
12.2 NMR
12.3 スピン
12.4 スピンと統計
13. 原子核と放射性崩壊
13.1 原子の構造
13.2 原子核の構造
13.3 放射性崩壊
14. 付録A
14.1 ベクトル
14.2 ベクトルの外積
14.3 外積の成分表示
14.4 ベクトル関数
14.5 スカラー場とベクトル場
15. 練習問題略解
16. 索 引
本書は、工学系の学部、特に機械系の学科に所属する学生が、物理学の基礎科目として熱力学を学ぶ場合の教科書あるいは参考書としてまとめたものです。
基本的事項として、熱力学の難解さを感じ得る内容について、熱力学の内容を整理して理解するための事項を記載し、読み進める際の道標となるようにしています。また、本書では具体的な数値を用いた図表を要所に掲載し、イメージによって内容をより理解しやすくするようにしています。
熱力学を学ぼうとする多くの初学者の方々に読んで頂き、少しでも熱力学の理解の向上に繋がれば幸いです。
第1章 基本的事項:理解のための道標
1.1 熱力学の名称
1.2 熱力学の小史
1.3 単位
1.4 閉じた系と開いた系
1.5 状態量と状態量間の関係
1.6 示強性状態量と示量性状態量
1.7 熱力学の第1法則と第2法則
1.8 本書の記述
第2章 物質の状態と状態方程式
2.1 物質の状態とその変化
2.2 基本的な状態量
2.3 物質の状態図
2.4 ボイル–シャルルの法則
2.5 理想気体の状態方程式
2.6 ファンデルワールスの状態方程式
第3章 熱力学の第1法則と内部エネルギー
3.1 状態の変化と平衡
3.2 熱力学の第1法則
3.3 理想気体における内部エネルギー
3.4 理想気体における定容モル比熱の評価
3.5 理想気体におけるモル内部エネルギーの評価
3.6 理想気体における状態変化の例
3.7 状態変化とP-V線図
第4章 熱力学の第2法則とエントロピー
4.1 サイクル
4.2 カルノーサイクルと逆カルノーサイクル
4.3 熱力学の第2法則
4.4 エントロピー
4.5 理想気体におけるエントロピー
4.6 理想気体におけるモルエントロピーの評価
4.7 理想気体におけるエントロピー評価の例
4.8 状態変化とT-S線図
4.9 熱力学温度
第5章 熱力学関数とその利用
5.1 熱力学関数と熱力学の一般関係式
5.2 熱力学関数の意味と利用
5.3 理想気体における熱力学関数
5.4 理想気体における定圧モル比熱の評価
5.5 理想気体におけるモルエンタルピーの評価
5.6 理想気体におけるモル自由エネルギーの評価
5.7 理想気体における熱力学関数評価の例
5.8 ファンデルワールス気体における熱力学関数およびエントロピー
5.9 ファンデルワールス気体における状態変化の例
第6章 定常流れ系
6.1 熱力学の第1法則
6.2 熱力学の第2法則
6.3 理想気体における状態変化の例
6.4 状態変化とP-V線図およびT-S線図
6.5 ファンデルワールス気体における状態変化の例
第7章 相転移
7.1 開いた系の熱力学の一般関係式
7.2 相平衡とギブズの相律
7.3 相平衡条件
7.4 相平衡における圧力ー温度関係
7.5 相転移による状態変化
第8章 化学反応
8.1 化学反応の表現
8.2 化学反応による状態変化
8.3 化学平衡条件
8.4 平衡定数
8.5 化学反応による温度変化
付録A 熱力学に関する事項
付録B 数学と数値計算に関する事項
★仕様/特典
■タスキ裏に応募券印刷。※初回プレス分のみ
専門書を読み解くための体系的で確実な基礎知識を、わかりやすく解説した入門書シリーズです。
住宅火災による犠牲者(とくにお年寄り)が年々増加していることを受け、平成23年6月までに住宅用火災警報機(感知器の仲間です)を設置する事が義務付けられました。
身近になった感知器の種類、原理、構造だけでなく火災や消火に関する知識も習得できます。
日本食品工学会が総力をあげて編集した食品工学テキストの決定版。〔内容〕食品工学とは/物質収支・熱収支/殺菌/伝熱/平衡と物質移動/抽出/レオロジー/洗浄/調湿と乾燥/付録(おもな食品加工装置の紹介,数学的基礎,物性値表)他
主要目次:反応速度論の性格/反応系の熱力学/反応速度の測定/反応経路の理論/素反応の理論:活性分子とその衝突/遷移状態理論/気相反応/溶液反応/表面反応/触媒反応,酵素反応/重合反応/反応速度の経験則
再生可能エネルギーの雄「地熱」、CO2 25%削減へ大きく貢献。
近年の気候変動を鑑みると、建築をつくることは、環境をつくることと、もはや同義である。本書では建築環境デザインの手順を示し、光、熱、風、水、音といった環境を建築デザインにどう生かしていくのか、その発想のポイントをビジュアルに解説する。さらに、環境の視点から優れたデザインを実現している18事例をディテールとともに紹介。
建築環境デザインの設計フロー
Step 1 気候を読む
Step 2 与条件を捉える
Step 3 周辺と調和する
Step 4 背景からつかむ
Step 5 環境性能を定める
Step 6 コンセプト・ディベロプメント
光をいざなう
熱をあやつる
風をうながす
水をめぐらす
音をとどける
ヴァナキュラー建築と建築環境デザイン
座談会 建築をつくることは,環境をつくることである。
荻原廣高×花岡郁哉×青木亜美×海野玄陽×清野 新×竹中大史
建築環境デザイン 手法とディテール
1 リバー本社
竹中工務店
2 EQ House
竹中工務店
3 MONOSPINAL
山口誠デザイン
4 NICCA イノベーションセンター
小堀哲夫建築設計事務所
5 みんなの森 ぎふメディアコスモス
伊東豊雄建築設計事務所
6 松原市民松原図書館
MARU。architecture+鴻池組
7 コープ共済プラザ
日建設計 / 羽鳥達也
8 NBF 大崎ビル
日建設計 / 山梨知彦+羽鳥達也+石原嘉人+川島範久
9 アクロス福岡
日本設計,竹中工務店
10 JR熊本駅ビル
日建設計 / 小松良朗+岩田友紀+羽月喜通+青木亜美
11 東京音楽大学 中目黒・代官山キャンパス
日建設計・戸田建設一級建築士事務所設計共同体
12 高槻城公園芸術文化劇場
日建設計 / 江副敏史+多喜茂+高畑貴良志+差尾孝裕
13 新宿住友ビル RE-INNOVATION PROJECT
住友不動産(建主・基本構想・総合監修),日建設計(基本設計・実施設計・監理),大成建設一級建築士事務所(実施設計・監理)
14 一宮のノコギリ屋根
川島範久建築設計事務所
15 SHOCHIKUCHO HOUSE
西沢立衛建築設計事務所
16 淡路島の住宅
SUEP. / 末光弘和+末光陽子
17 UNIQLO TOKYO
佐藤可士和(トータルクリエイティブディレクター),ヘルツォーク&ド・ムーロン(デザインアーキテクト),ファーストリテイリング(プロジェクトマネジメント)
18 ONOMICHI U2
吉田愛・谷尻誠 / SUPPOSE DESIGN OFFICE