到達目標
1.熱力学の第一法則について説明できる.
2.理想気体の性質と状態変化について説明できる.
3.熱力学の第二法則について説明できる.
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 | 熱力学の第一法則について説明できるとともに,これに関連する問題を解くことができる. | 熱力学の第一法則について理解し,これに関連する問題をある程度解くことができる. | 熱力学の第一法則について理解されず,これに関連する問題を解くことができない. |
評価項目2 | 理想気体の性質と状態変化について説明できるとともに,これに関連する問題を解くことができる. | 理想気体の性質と状態変化について理解し,これに関連する問題をある程度解くことができる. | 理想気体の性質と状態変化について理解されず,これに関連する問題を解くことができない. |
評価項目3 | 熱力学の第二法則について説明できるとともに,これに関連する問題を解くことができる. | 熱力学の第二法則について理解し,これに関連する問題をある程度解くことができる. | 熱力学の第二法則について理解されず,これに関連する問題を解くことができない. |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
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.工業熱力学は,5年生で学ぶ熱工学の基礎部分を範囲とする.熱エネルギと仕事エネルギにかかわる熱力学法則の理解のため,工学単位とSI単位の考え方,圧力,温度,熱,仕事,動力等について理解してもらう.つづいて熱力学の第一法則,エンタルピ,完全ガスの状態変化,熱力学の第二法則,サイクル論,エントロピおよびガスサイクルについて講義する.この科目は,製造業関連の職業能力開発支援を担当していた教員が,その経験を活かし,工業熱力学について講義形式で授業を行うものである.
授業の進め方・方法:
“熱”を系統的に学ぶはじめての科目になります.本科目は,5年生で学ぶ熱工学の基礎となる内容なので,身近な現象と関連付けすることで理解を早めるように進行します.熱工学でより深く理解するためにも,基礎事項から十分に身に付けるようにしてください.なお,毎週水曜日の16時~17時をオフィスアワーとするので,質問などがある学生は担当教員の研究室に来てください.
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.成績の評価は,定期試験,演習・小テストの点数により行う
授業の属性・履修上の区分
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 |
ガイダンス,熱力学概論 |
熱力学概論を理解する.
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2週 |
熱力学で扱う物理量,工学単位,SI単位,温度,圧力 |
熱力学で扱う物理量,工学単位,SI単位,温度,圧力を理解する.
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3週 |
熱量と比熱,比容積と密度,重量と質量 |
熱量と比熱,比容積と密度,重量と質量を理解する.
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4週 |
熱力学の第一法則,第一種の永久機関,内部エネルギ |
熱力学の第一法則,第一種の永久機関,内部エネルギを理解する.
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5週 |
p-V線図で表される仕事量,可逆変化 |
p-V線図で表される仕事量,可逆変化を理解する.
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6週 |
エンタルピ,状態量 |
エンタルピ,状態量を理解する.
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7週 |
熱力学の第一基礎式,熱力学の第二基礎式 |
熱力学の第一基礎式,熱力学の第二基礎式を理解する.
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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 |
熱力学第二法則,第二種永久機関 |
熱力学第二法則,第二種永久機関を理解する.
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10週 |
サイクルと熱効率,可逆サイクルの熱効率,カルノーサイクル機関 |
サイクルと熱効率,可逆サイクルの熱効率,カルノーサイクル機関を理解する.
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11週 |
熱力学的温度,クロージウス積分,エントロピ |
熱力学的温度,クロージウス積分,エントロピを理解する.
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12週 |
ボイル・シャールの法則,一般ガス定数,アボガドロ数,ガス運動論 |
ボイル・シャールの法則,一般ガス定数,アボガドロ数,ガス運動論を理解する.
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13週 |
ガスの定圧比熱,定容比熱とガス定数の関係 |
ガスの定圧比熱,定容比熱とガス定数の関係を理解する.
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14週 |
ジュールトムソン効果,混合ガス |
ジュールトムソン効果,混合ガスを理解する.
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15週 |
前期末試験 |
前期末までに習った内容を理解する.
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16週 |
復習 |
学年末までに習った内容について,自らの課題を認識し修正できる.
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後期 |
3rdQ |
1週 |
完全ガスの状態変化,密閉系・開放系仕事 |
完全ガスの状態変化,密閉系・開放系仕事を理解する.
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2週 |
等圧変化,等容変化 |
等圧変化,等容変化を理解する.
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3週 |
等温変化 |
等温変化を理解する.
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4週 |
断熱変化 |
断熱変化を理解する.
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5週 |
ポリトロープ変化 |
ポリトロープ変化を理解する.
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6週 |
カルノーサイクルの熱効率 |
カルノーサイクルの熱効率を理解する.
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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 |
ガスサイクルによる連続仕事 |
ガスサイクルによる連続仕事を理解する.
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10週 |
オットーサイクル |
オットーサイクルを理解する.
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11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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12週 |
サバテサイクルと実際の内燃機関 |
サバテサイクルと実際の内燃機関を理解する.
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13週 |
スターリングサイクルとガスタービンサイクル |
スターリングサイクルとガスタービンサイクルを理解する.
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14週 |
エクセルギーとアネルギー |
エクセルギーとアネルギーを理解する.
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15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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16週 |
復習 |
学年末までに習った内容について,自らの課題を認識し修正できる.
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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 |
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 | 70 | 0 | 0 | 0 | 30 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 70 | 0 | 0 | 0 | 30 | 0 | 100 |
専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |