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 | カルノーサイクルの構成を説明でき，その熱効率を算出できる． | カルノーサイクルの構成を理解し，熱効率を算出できる． | カルノーサイクルの熱効率を算出できない． |
| 評価項目2 | 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． | 基礎的熱機関のいくつかについて，その構成を理解し，熱効率を算出でき，カルノーサイクルとの違いを説明できる． | 基礎的な熱機関の熱効率を算出できない． |
| 評価項目3 | 蒸気の性質を理解し，エネルギ量などを自在に算出できる．
| 蒸気のもつエネルギ量などを算出できる．
| 蒸気のもつエネルギ量などを算出できない．
|
| 評価項目4 | 蒸気サイクルの構成を説明でき，その熱効率を算出できる．
| 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
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，各種サイクルの基本原理，エネルギ変換，熱効率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
|
|
週 |
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 |
カルノーサイクルの熱効率を計算できる．
|
| 4週 |
ガスサイクル１ |
オットーサイクルを理解し，熱効率を計算できる．
|
| 5週 |
ガスサイクル２ |
ディーゼルサイクルを理解し，熱効率を計算できる．
|
| 6週 |
ガスサイクル３ |
サバテサイクルを理解し，熱効率を計算できる．
|
| 7週 |
ガスサイクル４ |
既習の各サイクルを物理的・数学的に比較できる．
|
| 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。 | 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 | |
| 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 | |
| サイクルをT-s線図で表現できる。 | 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 |