1. 管摩擦損失，抗力および揚力の計算ができる．
2. 理想気体の状態変化に対する温度，圧力，体積および仕事等の計算ができる．
3. ガスサイクルの効率等を計算できる．
4. エントロピーの変化を計算できる．
概要:
粘性流体の特徴である管摩擦損失，抗力および揚力について理解を深め，その計算方法を学ぶ．次いで，熱力学第一法則および理想気体の状態変化について学び，内燃機関で用いられている代表的なガスサイクルの理解を深める．最後に，熱力学第二法則について学び，エントロピー変化の求め方を学ぶ．
授業の進め方・方法:
エネルギーの伝達・変換の媒体である流体の物理的性質と運動法則，および熱エネルギーに関する基本的な物理法則と熱機関の原理について学ぶ．熱・流体に関する諸問題に対処できる能力を身に付けるために，これらに関する基礎的事項の講義を行う．学んだ内容の理解を確認するために宿題を課すので，翌週の授業までに提出すること．
注意点:
・教育プログラムの学習・教育到達目標はA-2，D-1，D-2とする．
・総時間数45時間（自学自習15時間）
・自学自習時間(15時間)ついては，日常の授業(30時間)のための予習復習，レポート課題の解答作成時間，試験のための学習時間を総合したものとする．
・評価については，合計点数が60点以上で単位修得となる．その場合，各到達目標項目の到達レベルが標準以上であること，教育プログラムの学習・教育到達目標の各項目を満たしたことが認められる．
・単なる丸暗記では意味がない．流体・熱力学上の法則や諸原理について，自分の頭で考え理解する姿勢が大切である．基礎をしっかり築くことは，問題解決能力を高める上で欠かせない．
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
円管内の流れ |
ダルシー・ワイズバッハの式を用いて管摩擦損失を計算できる．ムーディー線図を用いて管摩擦係数を求めることができる．
|
| 2週 |
物体まわりの流れと流体力 |
流れな中で置かれた物体まわりで生じる現象を説明できる．
|
| 3週 |
物体まわりの流れと流体力 |
抗力係数を用いて抗力を計算できる．揚力係数を用いて揚力を計算できる．
|
| 4週 |
熱力学の基礎 |
熱力学で用いる物理量，状態量，系の平衡を説明できる．閉じた系と開いた系の違いを説明できる．
|
| 5週 |
熱力学の第一法則 |
熱力学第一法則に関する基礎式を導出することができる．
|
| 6週 |
理想気体の状態変化 |
理想気体の状態方程式を説明できる．ガス定数，定積比熱，定容比熱の関係を説明できる．
|
| 7週 |
中間試験 |
これまで学んだ内容について，試験で確認する．
|
| 8週 |
理想気体の状態変化 |
理想気体の等圧，等温変化を取り上げ，このときの出入りする熱量および発生する仕事を理解し，計算することができる．
|
| 4thQ |
| 9週 |
理想気体の状態変化 |
理想気体の等容，断熱変化，ポリとロープ変化を取り上げ，このときの出入りする熱量および発生する仕事を理解し，計算することができる．
|
| 10週 |
ガスサイクル |
ガスサイクルの効率を計算できる．カルノーサイクルについて説明でき，サイクルの効率が計算できる．
|
| 11週 |
ガスサイクル |
オットーサイクルについて説明でき，サイクルの効率が計算できる．
|
| 12週 |
ガスサイクル |
ディーゼルサイクルについて説明でき，サイクルの効率が計算できる．
|
| 13週 |
熱力学の第二法則 |
熱力学第二法則を説明できる．
|
| 14週 |
熱力学の第二法則 |
エントロピーを理解し，基本的なエントロピー変化の計算をできる．
|
| 15週 |
熱力学の第二法則 |
各種サイクルをT-S線図で表現し，エントロピー変化の計算をできる．
|
| 16週 |
期末試験 |
これまで学んだ内容について，試験で確認する．
|
| 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 | 自然科学 | 物理 | 熱 | 物体の熱容量と比熱を用いた計算ができる。 | 3 | |
| 熱量の保存則を表す式を立て、熱容量や比熱を求めることができる。 | 3 | |
| ボイル・シャルルの法則や理想気体の状態方程式を用いて、気体の圧力、温度、体積に関する計算ができる。 | 3 | |
| 気体の内部エネルギーについて説明できる。 | 3 | |
| 熱力学第一法則と定積変化・定圧変化・等温変化・断熱変化について説明できる。 | 3 | |
| 熱機関の熱効率に関する計算ができる。 | 3 | |
| 化学(一般) | 化学(一般) | ボイルの法則、シャルルの法則、ボイル-シャルルの法則を説明でき、必要な計算ができる。 | 3 | |
| 気体の状態方程式を説明でき、気体の状態方程式を使った計算ができる。 | 3 | |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 熱流体 | 層流と乱流の違いを説明できる。 | 4 | |
| レイノルズ数と臨界レイノルズ数を理解し、流れの状態に適用できる。 | 4 | |
| ダルシー・ワイスバッハの式を用いて管摩擦損失を計算できる。 | 4 | 後1 |
| ムーディー線図を用いて管摩擦係数を求めることができる。 | 4 | 後1 |
| 境界層、はく離、後流など、流れの中に置かれた物体の周りで生じる現象を説明できる。 | 4 | 後2 |
| 抗力について理解し、抗力係数を用いて抗力を計算できる。 | 4 | 後3 |
| 揚力について理解し、揚力係数を用いて揚力を計算できる。 | 4 | 後3 |
| 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 | 後4 |
| 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 | 後5 |
| 熱力学の第一法則を説明できる。 | 4 | 後6 |
| 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 | 後6 |
| 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 | 後5 |
| 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 | 後7 |
| 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 | 後7 |
| 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 | 後6 |
| 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 | 後8,後9 |
| 熱力学の第二法則を説明できる。 | 4 | 後13 |
| 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 | 後10 |
| 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 | 後10 |
| 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 | 後14 |
| サイクルをT-s線図で表現できる。 | 4 | 後15 |