環境エネルギー工学(5216)

科目基礎情報

学校 八戸工業高等専門学校 開講年度 平成31年度 (2019年度)
授業科目 環境エネルギー工学(5216)
科目番号 0034 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 産業システム工学専攻環境都市・建築デザインコース 対象学年 専2
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 教員作成プリント
担当教員 中ノ 勇人,矢口 淳一

目的・到達目標

1. 地球環境問題の原因と背景に関する科学的知識を把握する。
2. 温暖化対策やライフサイクルアセスメントの概略を理解し、基本的知識を習得する。
3. 情報エントロピーと熱力学エントロピーの関係を数理的に理解できる。
4. 情報が、無益な熱から仕事を取り出す「資源」になることを理解できる。

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地球環境問題の原因と背景に関する科学的知識を把握し説明できる。 地球環境問題の原因と背景に関する科学的知識を把握する。 地球環境問題の原因と背景に関する科学的知識を把握できていない。
評価項目2温暖化対策やライフサイクルアセスメントの概略を理解し、基本的知識を習得して説明できる。温暖化対策やライフサイクルアセスメントの概略を理解し、基本的知識を習得する。温暖化対策やライフサイクルアセスメントの概略を理解し、基本的知識を習得していない。
評価項目3

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 DP2 産業発展への寄与 説明 閉じる

教育方法等

概要:
環境エネルギー問題は、すべての技術者に関わる今世紀最大の課題であり、一人一人が正しい科学的知見に基づいた長期的視野をもって、持続可能な社会実現のための方策を見出してゆくことが必要である。例えばエネルギー問題では、発生や消費にかかわる機器、装置の個別技術と並んでこれらをエネルギーシステムとして横断的、マクロ的に把握し取り扱うこともまた大切である。このようなグローバルな立場で環境エネルギー問題に対処できる能力の育成をめざす。
授業の進め方と授業内容・方法:
エネルギー分野では、情報処理とエネルギーの関係を数理的に理解する。 ①熱力学からのエネルギー効率の分析、②情報エントロピーと熱力学エントロピーの対応関係、③情報処理に必要なエネルギーと、情報を利用して熱から仕事を取り出す原理、の授業を行う。環境分野では、日本および世界における環境問題の経緯と変遷、特に地球温暖化についてその現状と今後の予測、対策について論ずる。演習課題・レポートの提出と到達度試験をそれぞれ20点、80点とし、60点以上を合格とする。定期試験の答案は採点後返却し、達成度を確認させる。
注意点:
① 数理モデルが主体になるので、エネルギーシステムの本質を捉えることに留意する。②メディアで紹介される環境エネルギーの問題に普段から関心を持つことが望ましい。
また自学自習の成果は演習課題や到達度試験で評価する。

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
後期
3rdQ
1週 環境問題の変遷
2週 地球温暖化のメカニズムと温室効果ガス  地球温暖化の問題点、原因と対策について説明できる。
3週 地球温暖化の予測 地球温暖化の問題点、原因と対策について説明できる。
4週 地球温暖化の影響 地球温暖化の問題点、原因と対策について説明できる。
5週 京都議定書とパリ協定 地球温暖化の問題点、原因と対策について説明できる。
6週 温暖化対策 地球温暖化の問題点、原因と対策について説明できる。
7週 ライフサイクルアセスメント
8週 熱力学の復習   
カルノー・サイクルと効率
4thQ
9週 自由エネルギーとエントロピー
10週 情報理論と相互情報量  
11週 数値演習
12週 情報と熱
13週 マックスウェルの妖怪と、情報による仕事の取り出し 
14週 情報エントロピーと熱力学エントロピーの対応と変換操作
15週 期末試験の答案返却とまとめ
16週

評価割合

試験発表相互評価演習課題ポートフォリオその他合計
総合評価割合80002000100
基礎的能力0000000
専門的能力80002000100
分野横断的能力0000000