熱力学

科目基礎情報

学校	富山高等専門学校	開講年度	2017
授業科目	熱力学
科目番号	0253	科目区分	専門 / 選択
授業形態	授業	単位の種別と単位数	学修単位: 1
開設学科	電気制御システム工学科	対象学年	4
開設期	前期	週時間数	1
教科書/教材	例題で学ぶ工業熱力学（平田・田中・熊野共著，森北出版）
担当教員	百生 登

到達目標

・熱力学の第一法則を説明できる．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
・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
・蒸気タービンサイクルを説明できる

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．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	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，理想気体の状態変化に適用できる．	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．カルノーサイクのの熱効率を導出できる．	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．
蒸気タービンサイクルを説明できる	実在気体（蒸気）の状態量を蒸気表を用いて求めることができる．ランキンサイクルの熱効率を求めることができる．ランキンサイクルの熱効率を向上させる手法について説明できる．	実在気体（蒸気）の状態量を蒸気表を用いて求めることができる．ランキンサイクルの熱効率を求めることができる．	実在気体（蒸気）の状態量を蒸気表を用いて求めることができない．

教育方法等

概要:

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,蒸気ランキン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

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。

授業計画

		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
		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。
		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。
		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。
		5週	理想気体の比熱，内部エネルギー，エンタルピー	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。
		6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。
		7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。
		8週	中間試験
	2ndQ
		9週	中間試験の解答	中間試験の解答と復習
		10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。
		11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。
		12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．状態変化をT-s線図で表現できる．
		13週	蒸気の特徴	水の等圧蒸発過程を説明できる。飽和蒸気、湿り蒸気、過熱蒸気の状態量を計算できる。
		14週	ランキンサイクル	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。ランキンサイクルの熱効率を計算できる．
		15週	期末試験
		16週	期末試験の解説及びアンケート

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