1. 熱エネルギーに関する基礎知識を理解し、説明できる。
2. 流体エネルギーに関する基礎知識を理解し、説明できる。
概要:
本講義では、機械コースの専門科目を学習するために必要な機械分野の基礎知識の習得を目的とする。特に、熱および流体エネルギーを利用するために必要な基礎知識を習得し、基礎的問題の解決に適用することを目指す。
授業の進め方・方法:
事前に行う準備学習：
数学（指数・対数，積分），物理（仕事，エネルギ，動力）について理解していること。
力学基礎の学習内容について十分復習しておくこと。
学習上の留意点：
予習復習を怠らないこと。日常生活の中にある機械エネルギーに興味関心を持ち、授業との関連性を考えること。
関連する科目：
力学基礎
学習上の助言：
導出した式や単位は、単に暗記するのではなく、それらの表わす意味を、専門用語を用いて文章として説明できるように心がけることが、理解をより一層深める。
注意点:
教育到達目標評価 中テスト(40%)(B)，期末試験(40％)(B)，小テスト・課題(20％)(B)
本科目は学修単位（2単位）の授業であるため、履修時間は授業時間30時間と授業時間以外の学修（予習・復習、課題・テスト等のための学修）を併せて90時間である。
自学自習の成果は課題によって評価する。
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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(0.5h)
機械エネルギーの種類(1.5h)
機械エネルギーの基礎(1.5h)
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学習意義，授業計画，評価方法を理解し学習に生かすことができる．
機械エネルギーの種類について理解し、説明できる。
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| 2週 |
熱力学における物理量(2h) |
温度，圧力，質量，重量，比熱，比容積，密度といった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，基礎的な計算に適用できる。
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| 3週 |
熱力学の第一法則(2h) |
熱力学の第一法則を理解し説明できる。
内部エネルギー，エンタルピーを用いた基礎的な計算ができる。
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| 4週 |
熱力学の第二法則(2h) |
熱力学の第二法則を理解し説明できる。
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| 5週 |
完全ガスに適用される法則(2h) |
ボイルの法則，シャルルの法則，
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| 6週 |
完全ガスの状態変化(2H) |
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理解し、状態量、熱、仕事を計算できる。
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| 7週 |
カルノーサイクル(2h) |
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。
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| 8週 |
中テスト |
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| 2ndQ |
| 9週 |
中テストの解答解説(1h)
流体エネルギーの基礎(1h) |
中テストの間違えた箇所の正答を理解できる。
流体が保有するエネルギーについて理解し説明できる。
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| 10週 |
流体エネルギーの基礎(2h)
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流体が保有するエネルギーについて理解し説明できる。
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| 11週 |
流体エネルギーの基礎(2h)
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流体が保有するエネルギーに関する基礎的な計算ができる。
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| 12週 |
運動量理論(2h) |
運動量の法則を理解し説明でき、エネルギー変換の基礎的な計算に適用できる。
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| 13週 |
翼理論(2h)
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翼理論を理解し説明でき，エネルギー変換の基礎的な計算に適用できる。
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| 14週 |
エネルギーの損失
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流体エネルギーの損失について理解し説明でき，基礎的な計算に適用できる。
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| 15週 |
期末試験 |
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| 16週 |
期末試験の解答解説(2h) |
期末試験の間違えた箇所の正答を理解できる。
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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。 | 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 | |