概要:
この講義は，本校の教育目標のうち「基礎力（専門）」を養う科目である．熱工学は，工業製品のほとんどに関わりをもつ学問であり，機械工学において重要な分野である．授業では，熱機関と熱ポンプ（含冷凍機）のサイクル論，伝熱，ノズル理論，翼理論等についてあつかう．ノズル理論，ガスサイクル，蒸気原動機，冷凍サイクルを終えた後に伝熱理論について講義する．
授業の進め方・方法:
熱工学は，4年生で学ぶ工業熱力学よりも更に工学的な問題を扱う．将来，現実の問題を扱うときに本質を見抜く力をつけるためにも，工業熱力学を復習しより深い理解につなげてほしい．なお，毎週水曜日の１８時～１９時をオフィスアワーとするので，質問などがある学生は森田慎一研究室に来ること．
注意点:
授業での到達目標が達成され，専門基礎的な原理の理解と応用力が習得されたかを評価する．成績は定期試験の得点，演習の得点の合計によって評価する．なお，原則として再試は行わない．成績の評価は，定期試験，演習・小テストの点数により行う．
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンス，熱工学の応用事例 |
熱工学の全体像を理解する．
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| 2週 |
ノズル理論 |
ノズル理論を理解する．
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| 3週 |
完全ガスの一次流れ |
完全ガスの一次流れを理解する．
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| 4週 |
先細ノズルの臨界流れ |
先細ノズルの臨界流れを理解する．
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| 5週 |
先細末広ノズル |
先細末広ノズルを理解する．
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| 6週 |
末広比，衝撃波 |
末広比，衝撃波を理解する．
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| 7週 |
演習 |
ここまでを理解し，それらに関する問題を解くことができる．
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| 8週 |
前期中間までの復習（前期中間試験） |
前期中間までに習った内容を理解する．
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| 2ndQ |
| 9週 |
ガスサイクルによる連続仕事，オットーサイクル |
ガスサイクルによる連続仕事，オットーサイクルを理解する．
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| 10週 |
ディーゼルサイクル |
ディーゼルサイクルを理解する．
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| 11週 |
サバティサイクル |
サバティサイクルを理解する．
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| 12週 |
スターリングエンジンサイクル，内燃機関サイクルの実際 |
スターリングエンジンサイクル，内燃機関サイクルの実際を理解する．
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| 13週 |
ガスタービンサイクル |
ガスタービンサイクルを理解する．
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| 14週 |
再生・再熱サイクル，ジェットエンジンサイクル |
再生・再熱サイクル，ジェットエンジンサイクルを理解する．
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| 15週 |
演習 |
ここまでを理解し，それらに関する問題を解くことができる．
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| 16週 |
前期末間試験 |
前期末までに習った内容を理解する．
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
蒸気原動機サイクル（ランキンサイクル） |
蒸気原動機サイクル（ランキンサイクル）を理解する．
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| 2週 |
再生ランキンサイクル |
再生ランキンサイクルを理解する．
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| 3週 |
再熱ランキンサイクル，再生・再熱ランキンサイクル |
再熱ランキンサイクル，再生・再熱ランキンサイクルを理解する．
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| 4週 |
冷凍機の構成，各種の冷凍サイクル |
冷凍機の構成，各種の冷凍サイクルを理解する．
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| 5週 |
冷媒と蒸気線図冷媒 |
冷媒と蒸気線図冷媒を理解する．
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| 6週 |
湿り空気の性質と湿り空気線図 |
湿り空気の性質と湿り空気線図を理解する．
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| 7週 |
演習 |
ここまでを理解し，それらに関する問題を解くことができる．
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| 8週 |
後期中間までの復習（後期中間試験） |
後期中間までに習った内容を理解する．
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| 4thQ |
| 9週 |
伝熱工学概論 |
伝熱工学概論を理解する．
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| 10週 |
定常熱伝導 |
定常熱伝導を理解する．
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| 11週 |
非定常熱伝導 |
非定常熱伝導を理解する．
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| 12週 |
強制対流熱伝達 |
強制対流熱伝達を理解する．
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| 13週 |
自然対流熱伝達 |
自然対流熱伝達を理解する．
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| 14週 |
放射熱伝達 |
放射熱伝達を理解する．
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| 15週 |
演習 |
ここまでを理解し，それらに関する問題を解くことができる．
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| 16週 |
学年末試験 |
学年末までに習った内容を理解する．
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| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 熱流体 | 熱力学で用いられる各種物理量の定義と単位を説明できる。 | 3 | |
| 閉じた系と開いた系、系の平衡、状態量などの意味を説明できる。 | 3 | |
| 熱力学の第一法則を説明できる。 | 3 | |
| 閉じた系と開いた系について、エネルギー式を用いて、熱、仕事、内部エネルギー、エンタルピーを計算できる。 | 3 | |
| 閉じた系および開いた系が外界にする仕事をp-V線図で説明できる。 | 3 | |
| 理想気体の圧力、体積、温度の関係を、状態方程式を用いて説明できる。 | 3 | |
| 定積比熱、定圧比熱、比熱比および気体定数の相互関係を説明できる。 | 3 | |
| 内部エネルギーやエンタルピーの変化量と温度の関係を説明できる。 | 3 | |
| 等圧変化、等積変化、等温変化、断熱変化、ポリトロープ変化の意味を理解し、状態量、熱、仕事を計算できる。 | 3 | |
| 熱力学の第二法則を説明できる。 | 3 | |
| サイクルの意味を理解し、熱機関の熱効率を計算できる。 | 3 | |
| カルノーサイクルの状態変化を理解し、熱効率を計算できる。 | 3 | |
| エントロピーの定義を理解し、可逆変化および不可逆変化におけるエントロピーの変化を説明できる。 | 3 | |
| サイクルをT-s線図で表現できる。 | 3 | |