到達目標
１． 完全な単位換算の理解，各種計算の確実性および熱力学の第１法則を始めとする専門用語の完全理解．
２． 熱力学の第２法則，エントロピを含む状態変化に関する概念を理解し，計算を行うことができる．
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 | 熱力学第一法則・第二法則を用いて、熱と仕事の関係の基本的な原理を記述・説明できること． | 熱力学第一法則と第二法則の定義を記述・説明できること． | 熱力学第一法則と第二法則の定義は記述できる． |
| 評価項目2 | 理想気体の圧力・体積・温度の関係を状態方程式により記述し、等圧変化、等容変化、等温変化、断熱変化、ポリトロープ変化の意味を説明できる．さらに、状態量、熱、仕事を計算できる． | 理想気体の圧力・体積・温度の関係を状態方程式により記述でき、等圧変化、等容変化、等温変化、断熱変化、ポリトロープ変化の意味を説明できる． | 理想気体の圧力・体積・温度の関係を状態方程式により記述はできる． |
| 評価項目3 | カルノーサイクルに関する状態変化を理解し、熱効率の計算と熱の有効エネルギーの説明ができる． | カルノーサイクルに関する状態変化を理解し、その熱効率を計算できる． | カルノーサイクルに関する状態変化を理解できない． |
| 評価項目4 | 固体、液体および理想気体におけるエントロピーの変化量を計算できる． | 計算例に基づいて、エントロピーの変化量を計算できる． | エントロピーの変化量を計算できない． |
学科の到達目標項目との関係
準学士課程（本科１〜５年）学習教育目標 （２）
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JABEE基準 (d-2a)
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JABEE基準 (d-2b)
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システム創成工学教育プログラム学習・教育目標 D-1
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教育方法等
概要:
熱工学の基礎となる理想気体および蒸気の性質について解説する．その利用として，各種サイクルの理論熱効率および実際の装置について説明する．これを通して，基礎の理解に基づいた実際の装置の把握を目的とする．
授業の進め方・方法:
座学による講義および課題を用いた演習を組み合わせて授業を行う．
注意点:
関連科目
物理，化学，エネルギ基礎力学（３年次）
学習指針
適宜，提供する演習問題を自ら解くことが，この教科の理解を助ける．また，そのことを通して，知識に偏るのではなく，常識的な素養を身に付けることが本教科の学習上重要である．
自己学習
教科書の章末問題を継続的に解くことが重要である．また，自分に合った演習問題集を購入し，問題を解くことで理解を深めるように工夫する．
事前学習は必要ありません。授業を集中して受講してください。
事後展開学習では、演習問題を自分で解くことが重要です。また、不明な点があれば、教員に質問することが大事です。
学修単位の履修上の注意
章末問題および他に提供する各章毎の問題（プリント）を授業の後で。各自自分で解くことが必要である。解らない場合には、教員に聞きに来るようにしてください。テストでは全く同じ問題は出さないが、同程度の問題を出すようにしています。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
序論（１） |
エネルギ基礎力学との関連を理解し，熱工学が扱う問題について説明することができる．また，SI単位と工学単位について説明できる．
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| 2週 |
序論（２） |
熱工学で扱う圧力，熱量，仕事等の単位換算について説明できる．
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| 3週 |
熱と仕事（１） |
熱力学の第０法則と第1法則について説明できる．
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| 4週 |
熱と仕事（２） |
状態量，内部エネルギ，エンタルピ，絶対仕事，工業仕事，開いた系および閉じた系について説明できる．
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| 5週 |
理想気体（１） |
ボイル・シャールの法則と理想気体について説明できる．
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| 6週 |
理想気体（２） |
理想気体の状態変化の計算（等圧，等容変化）ができる．
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| 7週 |
前期中間試験 |
授業内容を理解し，試験問題に対して正しく解答することができる．
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| 8週 |
試験返却・解答 |
試験問題を見直し，理解が不十分な点を解消する．
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| 2ndQ |
| 9週 |
理想気体（３） |
理想気体の状態変化の計算（等温，断熱変化）ができる．
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| 10週 |
理想気体（４） |
理想気体の状態変化の計算（ポリトロープ変化）ができる．
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| 11週 |
熱力学の第２法則（１） ． |
熱機関，ヒートポンプ，熱効率，成績係数，第２法則について説明できる
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| 12週 |
熱力学の第２法則（２） |
可逆変化，不可逆変化，カルノーサイクル，熱力学的温度目盛について説明できる．
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| 13週 |
熱力学の第２法則（３） |
クロジュースの積分，クロジュースの不等式，エントロピ，エントロピ増大の原理について説明する．
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| 14週 |
熱力学の第２法則（４） |
エントロピの計算とＴＳ線図について説明する．
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| 15週 |
前期末試験 |
授業内容を理解し，試験問題に対して正しく解答することができる．
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| 16週 |
試験返却・解答 |
試験問題を見直し，理解が不十分な点を解消する．
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 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 | 絶対圧力およびゲージ圧力を説明できる。 | 4 | |
| 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。 | 4 | 前1,前2 |
| 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。 | 4 | 前1,前2 |
| 熱力学の第一法則を説明できる。 | 4 | 前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。 | 4 | 前4 |
| 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。 | 4 | 前4 |
| 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。 | 4 | 前5 |
| 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。 | 4 | 前6 |
| 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。 | 4 | 前9 |
| 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。 | 4 | 前10 |
| 熱力学の第二法則を説明できる。 | 4 | 前11 |
| サイクルの意味を理解し、熱機関の熱効率を計算できる。 | 4 | 前12 |
| 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。 | 4 | 前12 |
| 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。 | 4 | 前13 |
| サイクルをT-s線図で表現できる。 | 4 | 前14 |
評価割合
| 試験 | 演習課題 | 学習記録 | 合計 |
| 総合評価割合 | 100 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 100 | 0 | 0 | 100 |
| 専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 |