熱力学II

科目基礎情報

学校 釧路工業高等専門学校 開講年度 令和03年度 (2021年度)
授業科目 熱力学II
科目番号 0071 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 機械工学分野 対象学年 4
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 テキスト:斉藤武他「工業熱力学通論」日刊工業新聞社、参考書・問題集①:平田哲夫他「例題でわかる工業熱力学」森北出版、参考書・問題集②:宮部英也他「基礎力学演習工業熱力学」実教出版、参考書・問題集③:小川敏行「熱力学きほんの「き」」森北出版、参考書・問題集④:五十嵐一男他「基礎原子力工学」国立高専機構
担当教員 川村 淳浩

到達目標

湿り空気の性質と燃焼の基礎を理解できる。
気液二相サイクルの理解と計算ができる。
ガスサイクルの理解と計算ができる。

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湿り空気の性質と燃焼の基礎を正確に理解し応用できる。湿り空気の性質と燃焼の基礎を正確に理解できる。湿り空気の性質と燃焼の基礎を理解できない。
評価項目2気液二相サイクルを正確に理解し応用計算ができる。気液二相サイクルを正確に理解し計算ができる。気液二相サイクルの理解と計算ができない。
評価項目3ガスサイクルを正確に理解し応用計算ができる。ガスサイクルを正確に理解し計算ができる。ガスサイクルの理解と計算ができない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 C 説明 閉じる
JABEE d-1 説明 閉じる

教育方法等

概要:
熱力学は、熱と機械的仕事の変換に関する基本法則を礎石として熱機関や冷凍機などの基礎理論を提供しており、機械力学、材料力学そして流体力学と共に機械工学の基礎となる四力学を形成している。本科目は、民間企業と国立研究機関でバーナーやエンジンなど燃焼・動力機器の開発・設計を担当していた教員が、その経験を活かし、熱力学の応用例である湿り空気、燃焼、気液二相サイクル、ガスサイクル等について講義形式で授業をおこなうものである。
授業の進め方・方法:
下記条件に基づき、成績評価をおこなう。
①合否判定(②最終評価):下記による合計点が60点以上であること。
a) 中間・期末試験実施時:授業毎の提出課題(合計14通)の評価平均点×0.4+中間・期末試験の評価平均点×0.6
b) 中間試験だけ未実施時:授業毎の提出課題(合計15通)の評価平均点×0.4+期末試験の評価点×0.6
c) 期末試験だけ未実施時:授業毎の提出課題(合計14通)の評価平均点×0.4+中間試験と全授業範囲を対象とした総合提出課題1通の評価平均点×0.6
d) 中間・期末試験未実施時:授業毎の提出課題(合計15通)の評価平均点×0.4+全授業範囲を対象とした総合提出課題1通の評価点×0.6
③再試験:後期末再試験、学年末再試験ともに、授業毎の提出課題が全て提出されている条件のもと、全授業範囲を対象として事前に補習をおこない、筆記試験を実施する(または、全授業範囲を対象とした総合再提出課題2通を課す)。いずれの場合も、評価平均点が60点以上で合格。最終評価は60点とする。
④関連科目:熱力学Ⅰ(4学年)、伝熱工学(5学年)、熱エネルギー工学(5学年)、内燃機関工学概論(専2年)
注意点:
講義では、できるだけ多くの実例を交えた説明をします。また、解析式等は基本的な範囲に留まりますが、より詳しく理解を進めたい方向けに学習方法のポイントも解説します。
①これまでに学んだ数学の基礎知識と熱力学Ⅰの理解を必要とする。②演習問題では、関数電卓を必要とする。③予習と復習を欠かさずおこなうこと。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
後期
3rdQ
1週 ガイダンスと湿り空気の性質 湿り空気の性質(湿度、水蒸気分圧)と湿り空気線図の見方を理解できる。
2週 湿り空気の性質 空気調和、湿り空気の加熱と冷却、加熱と加湿、除湿と加熱、混合の説明と計算ができる。
3週 燃焼(化学変化を含む熱力学) 燃焼現象の基礎となる反応熱、理論空気量、理論火炎温度の説明と計算ができる。
4週 気液二相サイクル(蒸気動力サイクル) ランキンサイクルの説明と計算ができる。
5週 気液二相サイクル(蒸気動力サイクル) 再熱サイクルの説明と計算ができる。
6週 気液二相サイクル(蒸気動力サイクル) 再生サイクルの説明と計算ができる。
7週 気液二相サイクル(蒸気動力サイクル) 複合サイクルと原子力・放射線の基礎の説明と計算ができる。
8週 中間試験:実施する 実施できない場合:原子力・放射線の応用を理解と計算ができる。
4thQ
9週 気液二相サイクル(冷凍サイクル) 熱機関との違いの説明と計算ができる。
10週 気液二相サイクル(冷凍サイクル) 蒸気圧縮式冷凍サイクルの説明と計算ができる。
11週 気液二相サイクル(冷凍サイクル) 吸収式冷凍機の説明ができる。
12週 ガスサイクル オットーサイクルの説明と計算ができる。
13週 ガスサイクル ディーゼルサイクルの説明と計算ができる。
14週 ガスサイクル サバテサイクルとスターリングサイクルの説明ができる。
15週 ガスサイクル ブレイトンサイクルの説明と計算ができる。
16週 期末試験:実施する 実施できない場合:全授業範囲を対象とした総合提出課題1通を課す。

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
基礎的能力人文・社会科学英語英語運用の基礎となる知識聞き手に伝わるよう、句・文における基本的なリズムやイントネーション、音のつながりに配慮して、音読あるいは発話できる。3
明瞭で聞き手に伝わるような発話ができるよう、英語の発音・アクセントの規則を習得して適切に運用できる。3
中学で既習の語彙の定着を図り、高等学校学習指導要領に準じた新出語彙、及び専門教育に必要となる英語専門用語を習得して適切な運用ができる。3
中学で既習の文法や文構造に加え、高等学校学習指導要領に準じた文法や文構造を習得して適切に運用できる。3
英語運用能力の基礎固め日常生活や身近な話題に関して、毎分100語程度の速度ではっきりとした発音で話された内容から必要な情報を聞きとることができる。3
日常生活や身近な話題に関して、自分の意見や感想を基本的な表現を用いて英語で話すことができる。3
説明や物語などの文章を毎分100語程度の速度で聞き手に伝わるように音読ができる。3
平易な英語で書かれた文章を読み、その概要を把握し必要な情報を読み取ることができる。3
日常生活や身近な話題に関して、自分の意見や感想を整理し、100語程度のまとまりのある文章を英語で書くことができる。3
母国以外の言語や文化を理解しようとする姿勢をもち、実際の場面で積極的にコミュニケーションを図ることができる。3
実際の場面や目的に応じて、基本的なコミュニケーション方略(ジェスチャー、アイコンタクト)を適切に用いることができる。3
英語運用能力向上のための学習自分の専門分野などの予備知識のある内容や関心のある事柄に関する報告や対話などを毎分120語程度の速度で聞いて、概要を把握し、情報を聞き取ることができる。3
英語でのディスカッション(必要に応じてディベート)を想定して、教室内でのやり取りや教室外での日常的な質問や応答などができる。3
英語でディスカッション(必要に応じてディベート)を行うため、学生自ら準備活動や情報収集を行い、主体的な態度で行動できる。3
母国以外の言語や文化を理解しようとする姿勢をもち、教室内外で英語で円滑なコミュニケーションをとることができる。3
関心のあるトピックについて、200語程度の文章をパラグラフライティングなど論理的文章の構成に留意して書くことができる。3
関心のあるトピックや自分の専門分野のプレゼン等にもつながる平易な英語での口頭発表や、内容に関する簡単な質問や応答などのやりとりができる。3
関心のあるトピックや自分の専門分野に関する論文やマニュアルなどの概要を把握し、必要な情報を読み取ることができる。3
英文資料を、自分の専門分野に関する論文の英文アブストラクトや口頭発表用の資料等の作成にもつながるよう、英文テクニカルライティングにおける基礎的な語彙や表現を使って書くことができる。3
実際の場面や目的に応じて、効果的なコミュニケーション方略(ジェスチャー、アイコンタクト、代用表現、聞き返しなど)を適切に用いることができる。3
工学基礎グローバリゼーション・異文化多文化理解グローバリゼーション・異文化多文化理解それぞれの国の文化や歴史に敬意を払い、その違いを受け入れる寛容さが必要であることを認識している。3
様々な国の生活習慣や宗教的信条、価値観などの基本的な事項について説明できる。3
異文化の事象を自分たちの文化と関連付けて解釈できる。3
それぞれの国や地域の経済的・社会的な発展に対して科学技術が果たすべき役割や技術者の責任ある行動について説明できる。3

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60000400100
専門的能力60000400100