節 | 節題目 | 内容等 | 回 | 日 |
Chapter 1 | 非平衡熱力学の基礎 |
1.1 | 熱力学の第2法則と非平衡熱力学 | |
1 | 4/13 |
1.2 | 非平衡系の温度とエントロピー | 局所平衡と部分平衡、温度 |
1 | 4/13 |
1.2.1 | 局所平衡の場合のエントロピー | エントロピーの定義のしかた |
1 | 4/13 |
1.2.2 | 部分平衡の場合その1:一様な化学反応系 | エントロピーの定義のしかた |
1 | 4/13 |
1.2.3 | 部分平衡の場合その2:一般的に、一部の緩和の遅い変数によって非平衡になっている場合 | エントロピーの定義のしかた |
1 | 4/13 |
1.3 | 線型非平衡熱力学 | |
1 | 4/13 |
1.3.1 | 局所平衡の例:熱伝導方程式 | Fourier の法則、熱伝導方程式の導出 |
1,2 | 4/13,27 |
1.3.2 | 部分平衡の例:一様な化学反応系 | 親和力 |
3 | 5/02 |
1.4 | 流れがある場合のエネルギーとエントロピーの式 | |
3 | 5/02 |
1.4.1 | 全体像 | 保存則と状態方程式、構成方程式 |
3 | 5/02 |
1.4.2 | エネルギー保存則(熱力学第一法則) | 全エネルギー保存則 |
3 | 5/02 |
1.4.3 | 力学的エネルギーの式 | |
3 | 5/02 |
1.4.4 | 内部エネルギーの式 | |
4 | 5/11 |
1.4.5 | エントロピーの式 | |
4 | 5/11 |
1.4.6 | エントロピーの式と熱力学第二法則 | |
4 | 5/11 |
1.4.7 | 流れがある場合の熱伝導方程式 | |
4 | 5/11 |
Chapter 2 | グローバル熱収支 |
2.1 | グローバルエネルギー収支 | |
5 | 5/18 |
2.2 | 表面からの熱流 | 地表面熱流量は 44 TW 程度 |
5 | 5/18 |
2.2.1 | 海底からの放熱 | 海底からの放熱を概算、寄与は約 30 TW |
5 | 5/18 |
2.2.2 | 大陸からの放熱 | 大陸からの寄与は約 14 TW |
5 | 5/18 |
2.2.3 | 火山噴火 | 火山噴火からの寄与は約 0.8 TW と小さい |
5 | 5/18 |
2.3 | 放射性熱源 | |
5 | 5/18 |
2.3.1 | 地球全体の放射性熱源 | U、Th、K、地球ニュートリノ、放射性熱源は 20 TW 程度 |
5,6 | 5/18,6/01 |
2.3.2 | 大陸地殻の放射性熱源 | |
6 | 6/01 |
2.4 | 回転エネルギーと潮汐 | マントルでの潮汐散逸は 0.1 TW 以下 |
6 | 6/01 |
2.5 | 地球が持っているエネルギー | 原子核エネルギーを除けば、絶対値としては内部エネルギーと重力エネルギーが大きい |
6 | 6/01 |
2.6 | 内部エネルギーと地球の冷却 | |
7 | 6/08 |
2.6.1 | 断熱温度勾配 | |
7 | 6/08 |
2.6.2 | ポテンシャル温度 | |
7 | 6/08 |
2.6.3 | 地球の冷却に伴う内部エネルギーの減少率 | 内部エネルギーの減少率は 10 TW 程度 |
7 | 6/08 |
2.7 | 重力エネルギーとその変化 | |
8 | 6/15 |
2.7.1 | 冷却による収縮 | |
8 | 6/15 |
2.7.2 | 分化による重力エネルギーの解放 | |
8 | 6/15 |
2.8 | 熱収支のまとめ | 単純に見積もると熱収支が合わない(地球は熱を出しすぎている)という問題 |
8 | 6/15 |
Chapter 3 | 地球の熱史 |
3.1 | Urey 比 | |
8 | 6/15 |
3.2 | 熱史を考える方程式 | |
8,9 | 6/15,22 |
3.3 | 熱史の方程式の解の振る舞い | thermal catastrophe |
9,10 | 6/22,29 |
3.4 | 熱史の方程式の現在付近の解からわかる現在のマントルの冷却率 | 地球が放射性熱源の減少と歩調を合わせて冷却していると考えた場合 |
10 | 6/29 |
Chapter 4 | マグマ溜りの冷却 |
4.1 | マグマ溜りの存在 | マグマ溜りが存在すると考える根拠 |
10,11 | 6/29,7/06 |
4.2 | マグマ溜りの初期条件 | マグマ溜りができたとき superheat があるのか、最初から固体が析出しているのか |
11 | 7/06 |
4.3 | 一成分系の Stefan 問題 | |
11 | 7/06 |
4.3.1 | 相境界が一定の速度で進む場合 | |
11 | 7/06 |
4.3.2 | 下部境界が温度固定で、superheat が無い場合 | |
12 | 7/13 |
4.3.3 | マグマ溜り内の対流 | ここは簡単に済ませる |
12 | 7/13 |
4.4 | 二成分系の Stefan 問題 | |
12 | 7/13 |
4.4.1 | 相境界が一定の速度で進む場合:組成的過冷却の問題 | mush、slurry |
12,13 | 7/13,20 |
4.4.2 | mush 対流と分化 | 物質拡散は遅いので、対流が起きるときに分化が起こる |
13 | 7/20 |
4.4.3 | マグマ溜り内の対流と相変化の過冷却の問題 | Worster et al (1990) を題材にしてマグマ溜りで起こる分化を考える |
13 | 7/20 |
4.4.4 | マグマ溜りの冷却と分化のまとめ | 考慮しなければいけない要素を列挙 |
13 | 7/20 |