Course Objectives
・熱エネルギーと温度を理解する．
・熱エネルギーと力学的エネルギーを互いに変換できることを表した熱力学の第1法則を習得する．
・自然界の現象の方向性や変換限界などを表した熱力学の第2法則を習得する．
具体的には下記ルーブリックの各項目が到達目標になる．
Rubric
| 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 |
| 熱エネルギーの理解 | 熱エネルギーを詳しく説明できる | 熱エネルギーを理解できる | 熱エネルギーを理解できない |
| 熱工学で用いる単位や状態量の理解 | 単位や状態を説明できる
| 単位や状態を理解できる | 単位や状態を理解できない |
| 温度と熱量の違い，比熱，潜熱，顕熱の理解 | 温度や熱量の違い，潜熱顕熱を説明できる． | 温度や熱量の違い，潜熱顕熱を理解できる | 温度と熱の違いが理解できない． |
| エネルギー保存式である理想気体の状態方程式の理解 | 理想気体の状態方程式で計算できる | 理想気体の状態方程式で説明できる | 理想気体の状態方程式が理解できない
|
| 仕事量と仕事率の違い，力学的エネルギー保存式の理解 | 力学的エネルギー保存則で計算できる． | 力学的エネルギー保存則を説明できる | 力学的エネルギー保存則を理解できない |
| 内部エネルギー，閉じた系の熱力学第1法則の理解 | 閉じた系の熱力学第1法則を説明でき，計算できる | 閉じた系の熱力学第1法則を理解できる | 閉じた系の熱力学第1法則を理解できない |
| エンタルピー，開いた系の熱力学第1法則の理解 | 開いた系の熱力学第1法則を説明でき，計算できる | 開いた系の熱力学第1法則を理解できる | 開いた系の熱力学第1法則を理解できない |
| 理想気体の等温変化・等圧変化などの状態変化に伴う熱量と仕事量の理解 | 理想気体の状態変化に伴う熱量と仕事量を説明でき計算できる | 理想気体の状態変化に伴う熱量と仕事量を説明できる | 理想気体の状態変化に伴う熱量と仕事量を説明できない |
| 熱力学の第2法則の理解 | 熱力学の第2法則を説明できる | 熱力学の第2法則を理解できる | 熱力学の第2法則を理解できない |
| エントロピー・エントロピー計算 | エントロピーを理解し，計算できる | エントロピーを理解できる | エントロピーを理解できない |
Assigned Department Objectives
Diploma policy 1
See
Hide
Teaching Method
Outline:
自動車のエンジンや飛行機のジェットエンジンなどは，燃料を燃やすことによって得られる熱エネルギーを力学的エネルギー（仕事）に変換する機器である．一方，冷蔵庫や冷暖房機器などは，電気エネルギーなどを熱エネルギーに変換する機器である．熱力学では，これらのエネルギーの変換方法や動作原理をまとめた学問である．
本授業では，熱エネルギーと温度を理解し，熱エネルギーと力学的エネルギーを互いに変換できることを表した熱力学の第1法則，自然界の現象の方向性や変換限界などを表した熱力学の第2法則を習得することを目標とする．
Style:
熱エネルギーは直接に見ることができないが，そのエネルギーによって様々な機器が作動する．授業では，実際の現象を示しながら説明する．
Notice:
抽象的な表現や取扱いが多いため，自分の頭で現象をイメージしながら学習してください．授業計画は，学生の理解度に応じて変更する場合がある．
Characteristics of Class / Division in Learning
Course Plan
|
|
|
Theme |
Goals |
| 2nd Semester |
| 3rd Quarter |
| 1st |
エネルギーの形態，授業計画説明，熱と熱現象 |
熱エネルギーを理解できる．
|
| 2nd |
状態量と単位記号 |
熱工学で用いる単位や状態量を理解し，使うことができる．
|
| 3rd |
温度と熱量 |
温度と熱量の違いを理解し，比熱，潜熱，顕熱を説明できる．
|
| 4th |
理想気体とその性質 |
エネルギー保存式である理想気体の状態方程式を説明できる．
|
| 5th |
熱力学の第1法則(1) |
仕事量と仕事率の違いを理解でき，力学的エネルギー保存式を説明できる．内部エネルギーを理解し，閉じた系の熱力学第1法則を説明できる．
|
| 6th |
熱力学の第1法則(2) |
エンタルピーを理解し，開いた系の熱力学第1法則を説明できる．
|
| 7th |
総合演習Ⅰ |
|
| 8th |
中間テスト |
|
| 4th Quarter |
| 9th |
中間テストの解答 |
|
| 10th |
理想気体の熱と仕事の関係(1) |
理想気体の等温変化・等圧変化を説明でき，変化に伴う熱量と仕事量を計算することができる．
|
| 11th |
理想気体の熱と仕事の関係(2) |
理想気体の可逆断熱変化を説明でき，変化に伴う熱量と仕事量を計算することができる．理想気体のポリトロープ変化を説明でき，変化に伴う熱量と仕事量を計算することができる．
|
| 12th |
熱力学の第2法則(１) |
熱力学の第2法則を説明できる．
|
| 13th |
熱力学の第2法則(2) |
エントロピーを説明でき，エントロピーの計算ができる．
|
| 14th |
総合演習Ⅱ，総合演習Ⅲ |
理想気体の変化に伴う仕事と熱に関する問題を解くことができる．
|
| 15th |
期末テスト |
|
| 16th |
期末テストの解答とアンケート |
|
Evaluation Method and Weight (%)
| 試験 | レポート | Total |
| Subtotal | 70 | 30 | 100 |
| 理解度 | 70 | 30 | 100 |