熱力学(後期)

科目基礎情報

学校 木更津工業高等専門学校 開講年度 平成29年度 (2017年度)
授業科目 熱力学(後期)
科目番号 0048 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 機械工学科 対象学年 4
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 岐美格ほか著『工業熱力学』,森北出版
担当教員 小川 登志男,太田 匡則

到達目標

1.熱力学の基礎事項を理解し,熱力学第一法則・第二法則を説明できる.
2.理想気体の状態方程式より加熱量や仕事量などを求めることができる.
3.各種基礎的熱機関の熱効率を求めることができる.
4.蒸気の一般的性質を理解し,蒸気サイクルの熱効率を求めることができる.

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熱力学第1法則および第2法則を十分理解し,熱と仕事の関係について説明できる.熱力学第1法則および第2法則を理解できる.熱力学第1法則および第2法則を理解できない.
評価項目2理想気体の性質を十分に理解し,各種状態変化におけるPVT,熱量,仕事などを算出できる.理想気体の性質,各種状態変化におけるPVT,熱量,仕事などを説明できる.理想気体の性質,各種状態変化におけるPVT,熱量,仕事などを説明できない.
評価項目3基礎的熱機関の構成を理解し,熱効率を算出でき,それぞれの違いを説明できる.基礎的熱機関同士の違いを説明できる.基礎的熱機関同士の違いを説明できない.
評価項目4 蒸気の性質を理解し,エネルギ量などを算出でき,蒸気サイクルの熱効率を算出できる. 蒸気のもつエネルギ量などを算出でき,蒸気サイクルの性質を説明できる. 蒸気のもつエネルギ量などを算出できず,蒸気サイクルの性質を説明できない.

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

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.

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
後期
3rdQ
1週 サイクル 可逆サイクルと不可逆サイクルの説明ができる.
2週 カルノーサイクル1 カルノーサイクルについて説明できる.
3週 カルノーサイクル2 カルノーサイクルについて説明できる.
4週 ガスサイクル1 サバテサイクルを理解し,熱効率を計算できる.
5週 ガスサイクル2 オットーサイクルを理解し,熱効率を計算できる.
6週 ガスサイクル3 ディーゼルサイクルを理解し,熱効率を計算できる.
7週 ガスサイクル4 サバテサイクルを理解し,熱効率を計算できる.
8週 後期中間試験 試験実施
4thQ
9週 ガスサイクル5 ブレイトンサイクルを理解し,熱効率を計算できる.
10週 ガスサイクル6 再生・再熱などの熱効率向上方法を説明できる.
11週 蒸気の状態と性質 蒸気の状態と性質を説明できる.
12週 蒸気の状態量 蒸気の状態量を理解し,計算に利用できる.
13週 蒸気サイクル 蒸気サイクルを理解し,熱効率を計算できる.
14週 蒸気表と蒸気線図 蒸気表・蒸気線図を用いて各種状態を算出できる.
15週 後期定期試験 試験実施
16週 答案返却 答案の返却および解説

モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標

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。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。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

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合10000000100
基礎的能力0000000
専門的能力10000000100
分野横断的能力0000000