概要:
授業の進め方・方法:
熱エネルギーの原理と，基本的な熱機関と仕事の関係を理解することに重点をおくと共に，演習問題を通して基礎的な応用手法を理解する。
注意点:
１，２学年での物理，１，２，３学年で数学の内容を基礎として，熱エネルギーに関わる知識を養う。電卓を使用し，数学と物理，化学に関する基礎知識を要する。
演習問題を多く課すので，自学自習により問題の解法について復習を行うこと。
JABEE基準1学習・教育到達目標 (c), (d-2a), (e), (g)
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
1-1 熱量と仕事 |
熱と仕事の基本的な関係を説明できる。
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| 2週 |
1-2 熱量と仕事に関する演習
1-3 熱力学第１法則 |
熱と仕事の基本的な関係を説明できる。
熱力学の第１法則を説明できる。
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| 3週 |
1-3 熱力学第１法則
1-4 熱力学第1法則に関する演習 |
熱と仕事の基本的な関係を説明できる。
熱力学の第１法則を説明できる。
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| 4週 |
1-4 熱力学第1法則に関する演習
2-1 理想気体の状態式 |
熱力学の第１法則を説明できる。
理想気体の状態量について解説できる。
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| 5週 |
2-1 理想気体の状態式
2-2理想気体の状態式に関する演習 |
理想気体の状態量について解説できる。
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| 6週 |
2-2理想気体の状態式に関する演習 |
理想気体の状態量について解説できる。
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| 7週 |
前期中間試験 |
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| 8週 |
2-2 状態変化，エンタルピ |
理想気体の状態量について解説できる。
エンタルピについて説明できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
2-3 混合気体 |
エンタルピについて説明できる。
混合気体の物性値を計算することができる。
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| 10週 |
2-4状態変化，エンタルピ，混合気体の演習 |
エンタルピについて説明できる。
混合気体の物性値を計算することができる。
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| 11週 |
3-1 熱力学第２法則 |
熱力学の第２法則を説明できる。
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| 12週 |
3-2 熱力学第２法則に関する演習
3-3 熱機関とカルノーサイクル |
熱力学の第２法則を説明できる。
熱力学の第２熱機関の基本原理を解説できる。
カルノーサイクルについて説明できる。
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| 13週 |
3-3 熱機関とカルノーサイクル
3-4 熱機関とカルノーサイクルに関する演習
3-5 エントロピ |
熱力学の第２熱機関の基本原理を解説できる。
カルノーサイクルについて説明できる。
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| 14週 |
3-5 エントロピ
3-6 エントロピに関する演習
4-1 オットーサイクル |
オットーサイクルの基本原理を説明できる。
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| 15週 |
4-1 オットーサイクル
4-2 オットーサイクルに関する演習 |
オットーサイクルの基本原理を説明できる。
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| 16週 |
4-3 ディーゼルサイクル
4-4 ディーゼルサイクルに関する演習
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ディーゼルサイクルの基本原理を説明できる。
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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。 | 4 | 前1 |
| 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 |
| 熱力学の第一法則を説明できる。 | 4 | 前2 |
| 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。 | 4 | 前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。 | 4 | 前4 |
| 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5 |
| 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8,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13 |
| 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,前15,前16 |