概要:
熱力学が機械工学および日常生活の中にどのようにかかわっているかを認識し,熱力学第1法則・第2法則の重要性と,気体の状態変化とエネルギ変換の関係について理解を深めることを目標とする.
授業の進め方・方法:
基本的にはテキストに従って講義を進める.適宜練習問題を配付するので,自主的かつ積極的に問題に取り組むことが必要である.また,熱工学に関する工学実験と関連づけることで一層理解が深まる.
注意点:
テキストの章末問題や配付演習問題を通して自身の理解度の把握と定着を自主的かつ積極的に取り組むこと.
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 | 熱流体 | 絶対圧力およびゲージ圧力を説明できる。 | 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。 | 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。 | 3 | |
熱力学の第一法則を説明できる。 | 3 | |
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。 | 3 | |
閉じた系および開いた系が外界にする仕事量をp-V線図で説明できる。 | 3 | |
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。 | 3 | |
定容比熱、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。 | 3 | |
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。 | 3 | |
等圧変化、等容変化、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。 | 3 | |
熱力学の第二法則を説明できる。 | 3 | |
サイクルの意味を理解し、熱機関の熱効率および冷凍機・ヒートポンプの成績係数を計算できる。 | 3 | |
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。 | 3 | |
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。 | 3 | |
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。 | 3 | |
サイクルをT-s線図で表現できる。 | 3 | |
熱の有効エネルギーを説明できる。 | 3 | |
水の等圧蒸発過程を説明できる。 | 3 | |
飽和蒸気、湿り蒸気、過熱蒸気の状態量を計算できる。 | 3 | |
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。 | 3 | |