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法則を理解できる． | 熱力学第1法則を理解できない． |
| 評価項目2 | 熱力学第2法則を十分理解し，熱とエントロピの関係について説明できる． | 熱力学第2法則を理解できる． | 熱力学第2法則を理解できない． |
| 評価項目3 | 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． |
学科の到達目標項目との関係
準学士課程 2(2) 専門分野の知識と能力
専攻科課程 B-1 基礎知識と論理的思考能力
JABEE B-1 基礎知識と論理的思考能力
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．この科目は，国内の研究機関において熱計算業務を担当していた教員が，その経験を活かし，機械製品の研究・開発・設計において必要とされる熱に関する基本事項を講義形式で授業を行うものである．
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の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．
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンス |
講義の進め方，評価の方法などを理解できる．
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| 2週 |
温度測定法，基本事項 |
各種温度計を説明できる．その他述語を説明できる．
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| 3週 |
比熱と潜熱 |
比熱と潜熱について理解し，計算に利用できる．
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| 4週 |
熱力学の第１法則 |
熱力学の第１法則を説明できる．
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| 5週 |
仕事，エンタルピ |
仕事，エンタルピについて説明でき，計算に利用できる．
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| 6週 |
熱力学の第2法則 |
熱力学の第2法則を説明できる．
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| 7週 |
エントロピ |
エントロピについて説明でき，計算に利用できる．
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| 8週 |
前期中間試験 |
試験実施
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| 2ndQ |
| 9週 |
理想気体の状態方程式 |
理想気体の状態方程式を理解し，計算に利用できる．
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| 10週 |
理想気体の状態変化１ |
等圧変化を理解し，計算に利用できる．
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| 11週 |
理想気体の状態変化２ |
定積変化を理解し，計算に利用できる．
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| 12週 |
理想気体の状態変化３ |
断熱変化を理解し，計算に利用できる．
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| 13週 |
理想気体の状態変化４ |
ポリトロープ変化を理解し，計算に利用できる．
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| 14週 |
ガスの混合 |
混合気体の状態方程式を理解し，計算に利用できる．
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| 15週 |
前期定期試験 |
試験実施
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| 16週 |
答案返却 |
答案の返却および解説
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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。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 熱力学の第二法則を説明できる。 | 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 | |
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 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |