本書は大学初学年向けに,高校で学んだ物理と大学で学ぶ物理学との架け橋となるように構成されている.図表を多く配置して基礎的な内容から丁寧に解説し,理解を深められるよう工夫された好個の教科・参考書.
運動の記述/運動の法則/万有引力/仕事とエネルギー/気体のマクロな振る舞い/熱と仕事とエネルギー/熱機関とその効率/波の記述/波の性質/音と光の波/電流と電荷/クーロンの法則/導体/磁場と電流/電磁誘導の法則/変位電流とマクスウェルの方程式
熱力学は身近なものが対象であるにもかかわらず考え方が抽象的なため敬遠されがちだが,いったん身に着ければ手軽に使えて役に立つものである。本書では,物理的意味の理解を深めるための問題と有用性が実感できる問題を厳選して解説した。
1.高校で物理を学習していない人のために,第1章に熱現象に関する高校初級レベルの説明と問題を付け,大学の熱力学とのつなぎとなる数学の説明および分子運動から気体を理解することを第2章の内容とした。ここをていねいに勉強すれば,熱現象に限っては高校で物理をとらなかったというハンディは無くなるはずだ。
2.しかし最後の到達目標は,妥協することなく熱力学の深い理解を得て,実用的に使いこなせるという高いところに置いている。
3.問題数は多くないが,すべての問題に詳しい解答を付け,それを熟読することによって熱力学の理解が深まるように解説した。熱力学の有用性に感動するのは後ろの章の問題をやる時である。問題数は少なく抑えてあるので,途中まででよしとするのではなく,最後までやりきってほしい。
1 高校の熱力学
例題1【比熱の測定と熱量の保存】
例題2【水の三態】
例題3【ボイルーシャルルの法則】
例題4【理想気体と熱力学の第1 法則】
2 大学の熱力学へー微分積分,理想気体ー
例題5【積分可能条件】
例題6【高度による気圧の変化】
例題7【理想気体の分子描像】
3 平衡状態と温度
例題8【シリンダー中の気体に対するいろいろな操作】
例題9【理想気体の準静的断熱変化】
4 熱力学の法則50
例題10【状態変化の経路による仕事や吸熱量の差異】
例題11【理想気体のカルノーサイクル】
例題12【いろいろなカルノー機関(カルノーサイクル)の効率】
5 エントロピー
例題13【理想気体のエントロピー】
例題14【エントロピーの数値】
例題15【混合エントロピー】
例題16【黒体輻射のカルノーサイクル】
6 いろいろな熱力学ポテンシャル
例題17【エンタルピーの意味】
例題18【理想気体での最大仕事】
例題19【定積熱容量と定圧熱容量】
例題20【等温圧縮率と断熱圧縮率】
例題21【ファンデルワールスの状態方程式】
例題22【ジュールートムソン効果】
例題23【理想的なゴム】
7 化学ポテンシャルと相平衡
例題24【熱力学的安定性と熱容量,圧縮率】
例題25【気体ー液体の相転移】
例題26【2 相共存と自由エネルギー】
例題27【黒体輻射の熱力学諸量】
8 複数の成分からなる系
例題28【不揮発性用溶質による飽和蒸気圧の降下】
例題29【混合物の化学ポテンシャルとギブス自由エネルギー】
例題30【理想気体混合物としてのプラズマ】
A 付録参考文献
B 発展問題の解答
〔内容〕金属材料の基礎/機械的性質と強化法/疲れと低高温での機械的性質/鉄鋼の基礎/鋼の熱処理/構造用鋼/鋳鋼/展伸用銅と銅合金/展伸用AlとAl合金/鋳物用非鉄金属材料/工具・軸受・ばね材料/耐食材料/耐熱材料/新材料
1. 金属材料の基礎
1.1 金属の組織と結晶構造
1.2 合金の結晶構造
1.3 二元合金平衡状態図
2. 金属材料の機械的性質と強化法
2.1 金属材料の機械的性質とその試験法
2.2 金属材料の強化法
3. 金属材料の疲れと低・高温での機械的性質
3.1 金属材料の疲れと疲れ強さ
3.2 低温ぜい性
3.3 クリープ
4. 鉄鋼の基礎
4.1 鉄鋼の分類
4.2 鉄鋼の製造法
4.3 Fe-C系平衡状態図
5. 鋼の熱処理
5.1 オーステナイトの連続冷却変態
5.2 鋼の熱処理と機械的性質
6. 構造用鋼
6.1 構造用圧延鋼材
6.2 高張力鋼
6.3 機械構造用鋼
6.4 快削鋼
7. 鋳鉄
7.1 ねずみ鋳鉄の組織
7.2 ねずみ鋳鉄の性質
7.3 各種鋳鉄の特性と用途
8. 展伸用銅および銅合金
8.1 工業用純銅
8.2 銅合金の平衡状態図と機械的性質
8.3 展伸用青銅および特殊青銅
8.4 時効硬化型銅合金ーベリリウム銅
8.5 耐熱銅合金
9. 展伸用アルミニウムおよびアルミニウム合金
9.1 工業用純アルミニウム(JIS 1000シリーズ)
9.2 アルミニウム合金の時効硬化
9.3 展伸用アルミニウム合金
10. 鋳物用非鉄金属材料
10.1 鋳造性と鋳物の組織
10.2 銅合金鋳物
10.3 アルミニウム合金鋳物
10.4 マグネシウム合金鋳物
10.5 ダイカスト
11. 工具・軸受・ばね材料
11.1 炭素工具鋼
11.2 合金工具鋼
11.3 炭素および合金工具鋼の熱処理
11.4 高速度工具鋼
11.5 焼結工具材料
11.6 軸受鋼
11.7 軸受用非鉄合金および含油軸受
11.8 熱処理ばね鋼(熱間成形ばね鋼)
11.9 加工ばね鋼(冷間成形ばね鋼)
12. 耐食材料
12.1 不働態化とステンレス鋼の耐食性
12.2 マルテンサイト系ステンレス鋼
12.3 フェライト系ステンレス鋼
12.4 オーステナイト系ステンレス鋼
12.5 その他のステンレス鋼
12.6 高ニッケル耐食鋼およびニッケル基耐食合金
12.7 チタンおよびチタン合金
12.8 表面処理鋼板
13. 耐熱材料
13.1 耐熱材料に要求される性質
13.2 フェライト系およびマルテンサイト系耐熱鋼
13.3 オーステナイト系耐熱鋼
13.4 超耐熱合金(超合金)
14. 新材料
14.1 アモルファス合金(非晶質合金)
14.2 形状記憶合金
14.3 セラミックス
14.4 複合材料
15. SI 単位記号
16. 索 引
大学初年次生が、現代の化学を理解するために必要な事項をまとめた教科書。知識を網羅するという記述を避け、原子や分子を基本単位として物質を理解するという、化学の基本的な視点に基づいて解説されている。1章で「化学とは何か」について考察を行う。2章と6章では、化学を考えるために必要な物理的な手法を、3章から5章においては、原子の構造と原子間の結合の本質、化学結合によって作られる物質の一端を述べる。7章から9章では、溶液を舞台にした物質の変化について、10章では、化学の中でもっとも重要な元素である炭素を中心とした有機化学について解説する。11章で生命に関係する化学、12章で環境に関係する化学についてもふれる。
船舶推進機関システムの安全かつ経済的な運用を目指し、基礎理論から実際の運転、燃料・潤滑油の管理、排ガス対策にいたるまで、図面を多用して平易に解説する。
数値流体力学(CFD)の実践的応用,とくにマルチフィジックスCFDとよばれる,化学反応や相変化などを伴う熱流動問題への応用を中心として,それに必要となる知識を基礎から体系的に解説します.
実際にプログラムを作成するうえで重要な,各種の数理モデルや式の導出過程を省略することなく説明し,計算に用いる差分式や行列のほぼすべてを記載しています.
具体的な計算例も豊富に示されており,それぞれの解法がより深く理解できます.
CFDの研究開発・応用に携わる技術者・研究者にとって貴重な内容を収めた一冊です.
第1章 はじめに
第2章 偏微分方程式の基礎
第3章 差分法
第4章 非圧縮性ナビエ・ストークス方程式の差分解法
第5章 圧縮性ナビエ・ストークス方程式の差分解法
第6章 熱・化学非平衡流れの数値解法
第7章 非平衡凝縮流れの数値解法
第8章 超臨界流体の数値解法
「無制限戦争」とはいったい何!?本書はこれを解き明かす初の本格的教科書である!多岐にわたる「情報戦争」の専門的内容を超平易に徹底解説!裁判史上最大規模、1万人のNHK集団訴訟はなぜ、起きたー。
水は本当に神秘的液体だろうか。一般に小さくて軽い分子は常温常圧で気体であるが、唯一の例外が水である。この例外は水分子間の強い相互作用から生まれ、水に特別な性質を付与する。水はあらゆる他の物質を良く溶かす。さらに水の中では実に様々な化学反応が容易に進行する。常識的すぎてかえって見えないこの事実が実は他の物質にない水の固有の性質、神秘である。
本書では水のこの根源的な性質が、生体でどのように使われているか、生体高分子から生理機能にわたって化学熱力学の定量的な言葉で記述することを試みた。
序章 水から始まる生理機能の熱力学
第1章 水和エネルギー
1-1 水和・溶媒和と表面積ーその基礎をめぐる混乱と論争
1-2 水和の熱力学
1-3 イオンと水
第2章 生体分子と溶媒和
2-1 タンパク質の選択的溶媒和
2-2 生体膜の溶媒和
2-3 タンパク質の熱力学的状態数
閑話休憩 おいしい水,おいしい酒
第3章 水と生理
3-1 水和と筋収縮
3-2 細胞の容積調節
3-3 表皮角層水分保持機能
基礎と応用および理論と実験の両面から、現代固体物理学の立体像をバランスよく書いた好評テキストの改訂新版。前半で化学結合・結晶構造など伝統的な1電子近似の固体論を体系的に記述し、後半では近年特に発展の著しい磁性や超伝導および半導体物理等の分野が詳しく解説されている。
この原書4版は,GMR,磁気異方性,メタマテリアルの物理,ナノ構造中の量子輸送,ナノ構造作製技術など新しい内容が追加され、より充実した内容となっている.
第1章 固体における化学結合
第2章 固体の構造
第3章 周期構造からの回折
第4章 結晶中の原子の動力学
第5章 熱的性質
第6章 固体中の「自由」電子
第7章 固体の電子バンド構造
第8章 磁性
第9章 電子の運動と輸送現象
第10章 超電導
第11章 物質の誘電的性質
第12章 半導体
現在、世界規模で分散メモリ型並列処理(クラスタコンピューティング)が急速な広まりをみせている。1950年代に航空機の構造解析手法として生まれた有限要素法は、2000年代を迎え廉価なPCクラスタを用いた並列計算環境が構築されるようになり、新しい展開をみせている。そのため、並列有限要素法に関する関心とニーズが我が国でも高まってきている。本書は、我が国初の並列有限要素解析の入門書で、(財)高度情報科学技術研究開発機構(RIST)で開発中のGeoFEMを前提に、PCクラスタ上でMPIを用いた並列有限要素法プログラムの様々な実際的技法を解説する。1巻は、GeoFEMの設計指針や機能の概要、データ構造、並列メッシュ生成、並列ソルバ、並列可視化について詳細な説明を行なう。プログラムの並列化に興味のある読者はもとより、できるだけ少ない手間で並列環境の恩恵を享受したい読者にとって、好適な書である。
40のテーマ別小テストで効率学習。合格ラインと制限時間を実戦的に体感。模擬テストつき。
バレンボイム/ベートーヴェン:月光、悲愴、熱情
【収録情報】
ベートーヴェン:
1. ピアノ・ソナタ第14番嬰ハ短調 Op.27-2『月光』
2. ピアノ・ソナタ第8番ハ短調 Op.13『悲愴』
3. ピアノ・ソナタ第23番ヘ短調 Op.57『熱情』
ダニエル・バレンボイム(ピアノ)
録音時期:1983年12月(1,2)、1981年5月(3)
録音場所:パリ、メゾン・ド・ラ・ミュテュアリテ
録音方式:ステレオ(デジタル/セッション)
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原書は3つのパートに分かれており,パート1は電源マネージメント,パート2はシグナル・チェーン,そしてパート3は回路集です.本書はパート2の完全日本語版で,データ変換,信号処理,および高周波設計に関する多くのアプリケーションを解説しています.
目 次
☆第1部 データ・コンバージョン
●第11章 電池1本で動作する回路
◎時間精度を追求する技術
●第12章 部品性能と測定技術の向上が16ビットDACのセトリング・タイムを確定する
◎純正さの証明
●第13章 A→Dコンバータの忠実度の試験
☆第2部 シグナル・コンディショニング
●第14章 新しい電力バッファICのアプリケーション
●第15章 計測および制御回路における熱テクニック
●第16章 オペアンプのセトリング時間の測定法
●第17章 高速コンパレータのテクニック
●第18章 高性能な電圧ー周波数コンバータの設計
●第19章 ユニークなICバッファがオペアンプ設計を強化し,高速アンプを手懐ける
●第20章 モノリシック・アンプのための電力増幅ステージ
●第21章 複合アンプ
●第22章 2次フィルタのカスケード接続による高次全極型バンドパス・フィルタのシンプルな設計法
●第23章 FilterCADユーザーズ・マニュアル,バージョン1.10
◎迅速な確実性の定量化
●第24章 高精度広帯域アンプの30ナノセカンドのセトリング時間の測定
●第25章 2GHz差動増幅器/ADCドライバの応用と最適化
◎静止状態への急速な移行を定量化する
●第26章 広帯域アンプのための2ns,0.1%分解能でのセトリング時間測定
◎空気の詰まったオリーブ瓶が教えるシグナル・コンディショニング
●第27章 音響温度測定入門
☆第3部 高周波/RFデザイン
◎バラクタ制御(バリキャップ制御)の性能低下を防ぐ
●第28章 スイッチング・レギュレータを使った低ノイズなバラクタ(バリキャップ)・バイアシング
●第29章 安価な結合方法でRFパワー検出器が方向性結合器を置き換える
●第30章 RMSパワー検出器の出力精度の温度特性を向上させる
この本は,おもに大学教養課程における科学史の教科書として使用することを念頭に書かれたものです.しかし,大学生のみならず社会人,科学やその歴史に興味のある中学生・高校生にも十分勉強して頂く価値はあるかと考えています.本書では人類の歴史の中で,いかにして我々が現代的な自然の理解にたどり着いたかを,その歴史を紐解きながら紹介しています.
「はじめに」から抜粋
1.人類の誕生と文明の成立
2.科学の誕生
3.イスラムの台頭
4.中世ヨーロッパ
5.科学革命
6.産業革命と熱力学の誕生
7.電磁気学の誕生
8.19世紀末の科学
9.20世紀の幕開け
10.量子力学
11.新しいエネルギー
12.世界の理解(1):宇宙と地球
13.世界の理解(2):ミクロの世界
これからの科学
極端な乾燥、無酸素、高熱、高濃度の放射線といった環境で生きる生物は、なぜそんな所にいるのか。あえて極限環境で生きることを選択した種、進化の過程で耐性を身につけた種、たまたまそこに居合わせて繁栄した種、さまざまではあるが、人間ではとうてい及ばない、かれらの驚異的な生存戦略を探る。
特に印象的な例として、完全に乾燥した状態や絶対零度に近い温度、さらには宇宙空間の真空でも生存できるクマムシ、酸素なしで数カ月生き延びるニシキガメ、自ら凍って冬を越し、春になると解凍して復活するカエル、原発事故後のチョルノービリで飛躍的に個体数を増やしたモウコノウマや、原子炉で繁殖する菌類などを紹介する。
「6度目の大絶滅が最悪のシナリオをたどったとしても、生物には、どんな惨禍をも乗り越える適応能力がある」と著者は言う。地球の生物環境の豊かさ、多様性、そして極限の環境に生きる生物たちの驚異的な生態について、英国の若きサイエンスライターが、ユーモアを交えつつ楽しくわかりやすく伝える。
はじめに
パート1 生命を支えるもの
1章 乾いて強くなれーー水
2章 息も止まるほどーー酸素
3章 絶食とどか食いーー食物
パート2 動きまわる原子
4章 超クールな生きものたちーー凍結
5章 高と低ーー圧力
6章 炉のなかの生命ーー熱
パート3 光線と放射線
7章 陽は昇らないーー暗闇
8章 汚染天国の味ーー放射線
エピローグ/謝辞/参考文献/索引