熱力学及び演習

科目基礎情報

学校	東京工業高等専門学校	開講年度	平成28年度 (2016年度)
授業科目	熱力学及び演習
科目番号	99994	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: 3
開設学科	機械工学科	対象学年	4
開設期	通年	週時間数	前期:2 後期:2
教科書/教材	わかる熱力学(日新出版)
担当教員	筒井 健太郎

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	熱と温度が十分に説明出来る．	熱と温度が説明出来る．	熱と温度が説明出来ない．
評価項目2	気体の状態変化のイメージが十分に認識でき計算ができる．	気体の状態変化のイメージがある程度認識でき計算ができる．	気体の状態変化のイメージが無く計算が出来ない．
評価項目3	蒸気の状態変化のイメージが十分に認識でき計算ができる．	蒸気の状態変化のイメージがある程度認識でき計算ができる．	蒸気の状態変化のイメージができず計算が出来ない．
評価項目3	各サイクルの説明と熱効率の計算ができる．	各サイクルの熱効率の計算ができる．	各サイクルの熱効率の計算ができない．
評価項目4	冷凍サイクルにおいて冷媒の状態変化を認識し動作係数の計算ができる．	冷凍サイクルの動作係数の計算ができる．	冷凍サイクルにおいて動作係数の計算ができない．

教育方法等

概要:

　加熱や冷却した場合における流体の物理的変化と熱との関係を学びながら、熱エネルギから運動エネルギに変換す
る熱機関(ガソリン、ディーゼルエンジン、ガスタ－ビン、蒸気タ－ビン等)や、空調と冷凍に関する必要な基礎理論 を理解する。

授業の進め方・方法:

現象の理解を第１目標とし、それに関連した基礎式との対応を説明を行う。また授業の単元と終了時に質問時間枠を設ける。

注意点:

説明をよく聞き、現象を頭の中でイメージできるように努める。試験問題は基本的に教科書の例題と課題レポートに準じるので定期試験前までに必ず配布演習問題のレポートを作成しておくこと．、

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	熱力学を学ぶ意義およびと温度と熱	学習の目的と温度と熱の違いを理解する．
		2週	熱力学に関する物理量1	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週	熱力学に関する物理量2	国際単位系の構成を理解し、ＳＩ単位およびＳＩ接頭語を説明できる．
		4週	熱力学に関する物理量3	絶対圧力およびゲージ圧力を説明できる．
		5週	熱力学の第一法則1	熱と仕事等量について説明出来る．．
		6週	熱力学の第一法則2	エネルギーの意味と種類、エネルギー保存の法則を説明できる.
		7週	熱力学の第一法則3	閉じた系と開いた系、系の平衡、エンタルピ，状態量などの意味を説明できる．
		8週	理想気体1	理想気体の状態方程式を理解する．
	2ndQ
		9週	理想気体2	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。
		10週	理想気体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．
		11週	理想気体の状態変化1	可逆変化および不可逆変化の違いを理解する．
		12週	理想気体の状態変化2	等圧変化、等容変化、等温変化の 計算できる，
		13週	理想気体の状態変化3	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．
		14週	蒸気1	水の等圧蒸発過程を説明できる．
		15週	蒸気2	飽和蒸気、湿り蒸気、過熱蒸気の状態量を計算できる．
		16週	蒸気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
後期
	3rdQ
		1週	熱力学の第二法則1	熱力学の第二法則を説明できる。
		2週	熱力学の第二法則2	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週	熱力学の第二法則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。
		4週	熱力学の第二法則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。
		5週	熱力学の第二法則5	サイクルをT-s線図で表現できる。
		6週	ガスサイクル1	オットーサイクルとディーゼルサイクルの熱効率を求めることができｒｙ
		7週	ガスサイクル2	サバテサイクルとブレイトンサイクルの熱効率を求めることができる
		8週	ガスサイクル3	エリクソンサイクルとスターリングサイクルの操作原理と実現篠評価ができる
	4thQ
		9週	気体の流れ1	一次元定常流れにおける，エネルギの式と理想気体の断熱流れおよび蒸気の断熱流れを説明できる
		10週	気体の流れ2	ノズル内断面における流速関数と流量関数およびのどにおける流速，また先細ノズルとドラバンノズルの適応条件の説明ができるる
		11週	蒸気サイクル1	過熱ランキンサイクルの動作原理を説明出来る．
		12週	蒸気サイクル2	与えられた条件から過熱ランキンサイクルの熱効率を求めることができる．
		13週	蒸気サイクル3	再生サイクル，再熱サイクルおよび複合サイクルの目的と原理を説明できる
		14週	空調と冷凍(空気調和)1	冷媒のP-h線図から冷凍およびヒートポンプの動作係数を求めることが出来る．
		15週	空調と冷凍(空気調和)2	主な冷媒の種類と特徴と吸収冷凍サイクルについて説明出来る
		16週	空調と冷凍(空気調和)3	キャリア線図から絶対湿度，相対湿度，露点，比容積，江エンタルピを求めることが出来る．

評価割合

	試験	発表	相互評価	演習レポート	合計
総合評価割合	70	0	0	30	100
基礎的能力	70	0	0	30	100