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間近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．、
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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．
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| 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．
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| 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．
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| 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．
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| 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．．
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| 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.
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| 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．
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| 8週 |
理想気体1 |
理想気体の状態方程式を理解する．
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| 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。
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| 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．
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| 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．
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| 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，
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| 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．
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| 14週 |
蒸気1 |
水の等圧蒸発過程を説明できる．
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| 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．
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| 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
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
熱力学の第二法則1
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熱力学の第二法則を説明できる。
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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| 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。
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| 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
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| 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
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| 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
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| 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
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| 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
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| 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．
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| 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．
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| 13週 |
蒸気サイクル3
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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
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| 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．
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| 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
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| 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．
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| 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 | 水の等圧蒸発過程を説明できる。 | 1 | |
| 伝熱の基本形態を理解し、各形態における伝熱機構を説明できる。 | 3 | |
| 絶対圧力およびゲージ圧力を説明できる。 | 2 | |
| 質量保存則と連続の式を説明できる。 | 1 | |
| ピトー管、ベンチュリー管、オリフィスを用いた流量や流速の測定原理を説明できる。 | 2 | |
| 定常流と非定常流の違いを説明できる。 | 4 | |
| 流線と流管の定義を説明できる。 | 3 | |
| 連続の式を理解し、諸問題の流速と流量を計算できる。 | 4 | |
| オイラーの運動方程式を説明できる。 | 4 | |
| ベルヌーイの式を理解し、流体の諸問題に適用できる。 | 4 | |
| 運動量の法則を理解し、流体が物体に及ぼす力を計算できる。 | 4 | |
| 円管内層流および円管内乱流の速度分布を説明できる。 | 3 | |
| 層流と乱流の違いを説明できる。 | 3 | |
| レイノルズ数と臨界レイノルズ数を理解し、流れの状態に適用できる。 | 3 | |
| 流れの中の物体に作用する抗力および揚力について説明できる。 | 3 | |
| 境界層、はく離、後流など、流れの中に置かれた物体の周りで生じる現象を説明できる。 | 3 | |
| 抗力について理解し、抗力係数を用いて抗力を計算できる。 | 1 | |
| 揚力について理解し、揚力係数を用いて揚力を計算できる。 | 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 | |
| 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 | |
| 熱の有効エネルギーを説明できる。 | 1 | |
| 熱力学の第二法則を説明できる。 | 4 | 後1 |
| 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 | 後1 |
| 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 | 後2 |
| 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 | 後3 |
| サイクルをT-s線図で表現できる。 | 4 | 後4 |
| 分野横断的能力 | 総合的な学習経験と創造的思考力 | 総合的な学習経験と創造的思考力 | 総合的な学習経験と創造的思考力 | 要求に適合したシステム、構成要素、工程等の設計に取り組むことができる。 | 3 | |