到達目標
・熱力学の第一法則を説明できる.
・熱力学第1法則を理想気体の状態変化に適用できる.
・熱力学の第二法則を説明できる.カルノーサイクルの熱効率を計算できる
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 |
熱力学の第一法則を説明できる. | 熱力学第1法則を説明でき,理想気体の状態変化に適応できる. | 熱力学第1法則を説明できる. | 熱力学第1法則を説明できない, |
熱力学第1法則を理想気体の状態変化に適用できる. | 熱力学第1法則を理想気体の状態変化に適用できる. | 熱力学第1法則を理想気体の状態変化に概ね適用できる. | 熱力学第1法則を理想気体の状態変化に適応できない. |
熱力学の第二法則を説明できる.カルノーサイクルの熱効率を計算できる | 熱力学第2法則並びにエントロピーを説明できる.T-s線図上に様々な熱的過程を表現できる.カルノーサイクの熱効率を導出できる. | 熱力学第2法則を説明できる.カルノーサイクの熱効率を計算できる. | 熱力学第2法則並びにエントロピーを説明できない. |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 A-2
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JABEE 1(2)(d)(1)
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JABEE 1(2)(d)(2)
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JABEE 2.1(1)
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ディプロマポリシー DP2
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教育方法等
概要:
本講義では熱と仕事の相互変換に関する基礎的な取り扱いの習得を目的とする。熱力学の第一法則,熱力学の第二法則,理想気体の状態変化に伴う熱的諸量の計算法,カルノーサイクルについて講義と演習を行なう。
授業の進め方・方法:
講義及び演習
事前に行う準備学習:前回の講義の復習および予習を行ってから授業に臨むこと
(授業外学習・事前)授業内容を予習しておくこと
(授業外学習・事後)授業内容の復習を行うこと
注意点:
随時,演習課題を課すので,レポートとして次週までに必ず提出のこと。
授業計画は,学生の理解度に応じて変更する場合がある。
本科目では、60点以上の評価で単位を認定する。
評価が60点に満たない者は、願い出により追認試験を受けることができる。追認試験の結果、単位の修得が認められた者にあっては、その評価を60点とする。
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 |
授業の概要説明 |
熱力学を学ぶ意義が理解できた
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2週 |
状態量,単位と記号 |
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。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。
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3週 |
熱力学の第一法則 |
熱力学の第一法則を説明できる。閉じた系および開いた系が外界にする仕事量をp-V線図で説明できる。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。
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4週 |
理想気体の状態変化 |
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。
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5週 |
理想気体の比熱 |
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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6週 |
内部エネルギー,エンタルピー |
内部エネルギーやエンタルピーの変化と温度の関係を説明できる。
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7週 |
理想気体の可逆変化(等温変化,等圧変化,等容変化) |
等圧変化、等容変化、等温変化、の意味を理解し、状態量、熱、仕事を計算できる。
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8週 |
中間試験 |
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2ndQ |
9週 |
中間試験の解答 |
中間試験の解答と復習
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10週 |
理想気体の可逆変化(断熱変化,ポリトロープ変化) |
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。
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11週 |
熱力学の第二法則 |
熱力学の第二法則を説明できる。可逆変化と不可逆変化が理解できる。
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12週 |
カルノーサイクル |
サイクルの熱効率について理解する。 カルノーサイクルを理解する。
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13週 |
エントロピー |
エントロピーの定義を理解し。個体,液体及び理想気体におけるエントロピーの変化が計算できる.
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14週 |
T-s線図 |
状態変化をT-s線図で表現できる.
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15週 |
期末試験 |
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16週 |
期末試験の解説及びアンケート |
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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 |
基礎的能力 | 自然科学 | 物理 | 熱 | 熱力学第一法則と定積変化・定圧変化・等温変化・断熱変化について説明できる。 | 3 | 前3 |
評価割合
| 試験 | 課題 | 合計 |
総合評価割合 | 75 | 25 | 100 |
専門的能力 | 75 | 25 | 100 |