エネルギー変換工学概論

科目基礎情報

学校	有明工業高等専門学校	開講年度	令和06年度 (2024年度)
授業科目	エネルギー変換工学概論
科目番号	PI045	科目区分	専門 / 選択
授業形態	授業	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	生産情報システム工学専攻	対象学年	専1
開設期	後期	週時間数	後期:1
教科書/教材	指定しない
担当教員	伊野 拓一郎

到達目標

１．熱エネルギーを仕事に変換する機関におけるサイクルについて説明する事ができる。
２．燃料の燃焼により得られるエネルギーについて説明する事ができる。
３．冷凍サイクルにおけるエネルギーの変換について説明する事ができる。
４．運動、熱、電気、光のエネルギーの変換について説明する事ができる。

ルーブリック

	理想的な到達レベルの目安	標準的な到達レベルの目安	未到達レベルの目安
評価項目1	熱エネルギーを仕事に変換する機関におけるサイクルについて説明する事ができる。	熱エネルギーを仕事に変換する機関におけるサイクルについてある程度説明する事ができる。	熱エネルギーを仕事に変換する機関におけるサイクルについて説明する事ができない。
評価項目2	燃料の燃焼により得られるエネルギーについて説明する事ができる。	燃料の燃焼により得られるエネルギーについてある程度説明する事ができる。	燃料の燃焼により得られるエネルギーについて説明する事ができない。
評価項目3	冷凍サイクルにおけるエネルギーの変換について説明する事ができる。	冷凍サイクルにおけるエネルギーの変換についてある程度説明する事ができる。	冷凍サイクルにおけるエネルギーの変換について説明する事ができない。
評価項目4	運動、熱、電気、光のエネルギーの変換について説明する事ができる。	運動、熱、電気、光のエネルギーの変換についてある程度説明する事ができる。	運動、熱、電気、光のエネルギーの変換について説明する事ができない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 B-2 （工学の専門知識：工学の専門知識を深く理解できること）

学習・教育到達度目標 B-2 （工学の専門知識：工学の専門知識を深く理解できること）

教育方法等

概要:

熱力学第一法則では、「エネルギーは形態は異なるものの、その本質はまったく同じであり、相互に変換可能である。」とある。
そのうちの一つに内燃機関がある。これは、熱エネルギーを仕事に変換し人間の生活を楽なものにしている。
内燃機関ではどのような作用により仕事をえられているのかを理解する事でエネルギーの変換を理解する。
一方、冷凍サイクルでは力学的なエネルギーを使って、低温熱源から高温熱源へ熱移動を行っている。
これもエネルギーの変換の一種である。最後に、運動、熱、電気、光のエネルギーの変換を行う事ができる装置について授業をおこなう。

授業の進め方・方法:

この科目は学修単位科目です。授業外学修の時間を含めます。授業外学修として毎回復習を行うこと。
中間試験前と期末試験前にポートフォリオを実施します。
授業はスライドによる講義形式で授業を行います。

注意点:

「中間試験」を４０％、「学年末試験」を４０％、「ポートフォリオ」を２０％の計１００％で採点を行う。
６０％以上を合格とする。
２回のポートフォリオは各１０点で採点し、１日提出が遅れる毎に１点ずつ減点する。
採点方法はポートフォリオを実施する際に説明する。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	ガイダンス、熱力学、水力学の復習	熱や流体のエネルギーについて復習し説明できるようになる。
		2週	内燃機関	エンジンの構造について説明できるようになる。
		3週	燃料とガソリンエンジン	燃料の分類や性能評価方法、ガソリンエンジンの特徴について説明できるようになる。
		4週	オットーサイクル	オットーサイクルの熱効率と平均有効圧力を計算できるようになる。
		5週	ディーゼルサイクル	ディーゼルサイクルの熱効率と平均有効圧力を計算できるようになる。
		6週	サバテサイクル	サバテサイクルの熱効率と平均有効圧力を計算できるようになる。
		7週	燃焼工学	燃料の発熱量や理論混合比を計算できるようになる。
		8週	中間試験
	4thQ
		9週	冷凍サイクル①	冷凍の発生について説明できるようになる。
		10週	冷凍サイクル②	蒸気圧縮式冷凍サイクルについて説明できるようになる。
		11週	運動エネルギーを熱エネルギーへの変換	運動エネルギーから熱エネルギーへの変換について説明できるようになる。
		12週	電気エネルギーを運動エネルギーへの変換	電気エネルギーから運動エネルギーへの変換について説明できるようになる。
		13週	電気エネルギーと光エネルギーの変換	電気エネルギーと光エネルギー間の相互エネルギー変換について説明できるようになる。
		14週	電気エネルギーと熱エネルギーの変換	電気エネルギーと熱エネルギー間の相互エネルギー変換について説明できるようになる。
		15週	学年末試験
		16週	学年末試験の返却と解説

評価割合

	試験	発表	相互評価	態度	ポートフォリオ	その他	合計
総合評価割合	80	0	0	0	20	0	100
基礎的能力	0	0	0	0	0	0	0
専門的能力	80	0	0	0	20	0	100
分野横断的能力	0	0	0	0	0	0	0