概要:
熱力学は機械工学において重要な科目の一つである。本講義では，熱力学の基礎的事項を理解し，熱に関する工学的知識を学ぶ。さらに熱力学第一法則，第二法則における熱エネルギーの特性を理解し，基本サイクルの解析に発展させる能力を習得する。
授業の進め方・方法:
前期中間試験15％，前期末試験20％,後期中間試験15％，学年末試験20％，演習試験10％（前後期各5％），レポート10％（前後期各5％）,授業への取り組み姿勢10％をもとに総合的に判断して評価する。各試験においては達成目標に即した内容を出題する。試験問題のレベルは教科書および授業ノートと同程度とする。合格点は60点以上とする。
注意点:
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
熱力学の基礎的事項
(温度） |
熱力学で扱う物理量を扱うことができる。（温度）
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| 2週 |
熱力学の基礎的事項
(圧力、比容積） |
熱力学で扱う物理量を扱うことができる。（圧力、比容積）
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| 3週 |
熱力学の基礎的事項
(熱量、比熱） |
熱力学で扱う物理量を扱うことができる。（熱量、比熱）
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| 4週 |
熱と仕事の関係 |
熱と仕事の関係を理解できる。
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| 5週 |
内部エネルギー |
内部エネルギーについて理解できる。
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| 6週 |
熱力学の第一法則 |
熱力学第一法則を式で表すことができる。
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| 7週 |
エンタルピー |
エンタルピーと内部エネルギーと仕事の関係を理解できる。
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| 8週 |
前期中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
熱力学の第二法則と熱効率 |
熱力学の第二法則を理解できる。更に、サイクルと熱効率の関係を理解できる。
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| 10週 |
エントロピー |
エントロピーについて理解できる。
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| 11週 |
理想気体 |
理想気体の状態式を説明できる。
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| 12週 |
一般ガス定数と比熱 |
一般ガス定数を用いて理想気体の状態式を説明できる。
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| 13週 |
理想気体の比熱 |
定容、低圧比熱を説明できる。
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| 14週 |
理想気体の混合 |
理想気体の混合ガスについて説明できる。
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| 15週 |
理想気体の仕事 |
理想気体の仕事（絶対仕事、工業仕事）について説明できる。ＰＶ線図について説明できる。
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| 16週 |
前期末試験 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
理想気体の状態変化 |
等圧変化について説明できる。
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| 2週 |
理想気体の状態変化 |
等積、等温変化について説明できる。
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| 3週 |
理想気体の状態変化 |
断熱、ポリトロープ変化についてできる。
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| 4週 |
理想気体の状態変化 |
理想気体のエントロピーについで説明できる。ＴＳ線図について説明できる。
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| 5週 |
後期中間試験 |
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| 6週 |
ガスサイクル |
カルノーサイクル、オット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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| 7週 |
ガスサイクル |
ディーゼル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 |
ガスサイクル |
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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| 4thQ |
| 9週 |
ガスサイクル |
サバテ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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| 10週 |
ガスサイクル |
ブレイトン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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| 11週 |
蒸気の基本的性質 |
蒸気の状態変化について説明できる。
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| 12週 |
蒸気の基本的性質 |
飽和蒸気、湿り、過熱蒸気を計算できる。
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| 13週 |
蒸気の基本的性質 |
蒸気表と蒸気線図について説明できる。
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| 14週 |
蒸気機関のサイクル |
ランキンサイクルについて説明できる。
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| 15週 |
学年末試験 |
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| 16週 |
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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。 | 4 | 前1,前2,前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。 | 4 | 前15 |
| 熱力学の第一法則を説明できる。 | 4 | 前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 | 前5,前7 |
| 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 | 前15 |
| 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 | 前11,前12 |
| 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 | 前13 |
| 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 | 前7,前8 |
| 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1,後2,後3,後4 |
| 熱力学の第二法則を説明できる。 | 4 | 前9 |
| 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 | 前9,後6,後7,後8,後9,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 | 前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 | 前10 |
| サイクルをT-s線図で表現できる。 | 4 | 後4 |