概要:
熱に関する工学的知識を養い，熱工学以外にも広く用いられている用語としてのエンタルピ，エントロピなどの概念を理解できる．さらに理想気体を用いたガスサイクル，実気体を用いた熱サイクルについて学び，実際のエネルギー変換についての知識を得ることができる．
授業の進め方・方法:
後期中間試験40 ％，後期末試験50 ％，自学自習のための課題10 ％を元に達成度を総合評価する．総合評価60 点以上を合格とする．
注意点:
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
ガイダンス＆概説 |
生活の中での熱力学とのかかわりを理解し，必要性を把握できる．
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| 2週 |
熱量と比熱，内部エネルギ，状態量 |
熱力学で用いられる物理量を理解し，利用できるようになる．
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| 3週 |
熱力学の第1 法則 |
熱力学の第1 法則の概念と数式を理解し，利用することができる．
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| 4週 |
熱力学の第2 法則 |
熱力学の第２法則の概念を理解し，利用することができる．
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| 5週 |
理想気体の状態変化 |
状態方程式，状態変化に対する物理量の計算方法を理解し，計算できる．
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| 6週 |
可逆サイクルとカルノーサイクル，エネルギの有効利用 |
カルノーサイクルを理解し，熱効率の式を導出できる．エントロピを理解し，第２法則を式で表現できる．
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| 7週 |
中間試験 |
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| 8週 |
ガスサイクルによるエネルギ変換（１） |
オットーサイクルの概念を理解し，熱効率を導出し，利用できる．
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| 4thQ |
| 9週 |
ガスサイクルによるエネルギ変換（２） |
ディーゼルサイクルの概念を理解し，熱効率を導出し，利用できる．
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| 10週 |
ガスサイクルによるエネルギ変換（３） |
サバテサイクルの概念を理解し，熱効率を導出し，利用できる．
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| 11週 |
ガスサイクルによるエネルギ変換（４） |
ブレイトンサイクルの概念を理解し，熱効率を導出し，利用できる．
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| 12週 |
蒸気によるエネルギ変換（１） |
蒸気（水）の性質を理解し，利用方法を把握できる．また，理想気体との違いも理解できる．
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| 13週 |
蒸気によるエネルギ変換（２） |
蒸気表の使い方を理解し，蒸気（水）の状態計算ができる．
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| 14週 |
蒸気によるエネルギ変換（３） |
ランキンサイクルの概念，熱効率の導出方法を理解できる．
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| 15週 |
冷凍サイクル，ヒートポンプ |
冷凍機，ヒートポンプの概念を理解し，動作係数の導出ができる．
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| 16週 |
学年末試験 |
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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 | 力学 | 運動の第一法則(慣性の法則)を説明できる。 | 3 | |
| 運動の第二法則を説明でき、力、質量および加速度の関係を運動方程式で表すことができる。 | 3 | |
| 仕事の意味を理解し、計算できる。 | 4 | |
| エネルギーの意味と種類、エネルギー保存の法則を説明できる。 | 3 | |
| 位置エネルギーと運動エネルギーを計算できる。 | 3 | |
| 動力の意味を理解し、計算できる。 | 3 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 熱力学の第一法則を説明できる。 | 5 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 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。 | 5 | |
| 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。 | 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。 | 5 | |
| 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。 | 5 | |
| 熱力学の第二法則を説明できる。 | 4 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 固体、液体および理想気体におけるエントロピーの変化量を計算できる。 | 4 | |
| サイクルをT-s線図で表現できる。 | 4 | |
| 熱の有効エネルギーを説明できる。 | 4 | |
| 水の等圧蒸発過程を説明できる。 | 4 | |
| 飽和蒸気、湿り蒸気、過熱蒸気の状態量を計算できる。 | 4 | |
| 蒸気の状態量を蒸気表および蒸気線図から読み取ることができる。 | 4 | |