熱力学の基本的な法則,理論について説明できる.特に熱力学第1法則、完全ガスの特性、完全ガスの状態変化、及び各種サイクルについて説明できることで、学習・教育目標(D-1),(D-2)の達成とする.
概要:
熱はエネルギの一形態であり,社会にとって重要な役割を持っている.熱に関する現象,理論を習得する.基本的な法則,理論を理解した上で各種熱機関,加熱・冷却,空気調和などへの適用の方法を学ぶ.
授業の進め方・方法:
・授業方法は講義を中心とする.
・この科目は学修単位科目であり,授業時間60時間に加えて,自学自習時間120時間が必要である.事前・事後学習として自ら予習・復習を行うとともに,与えられた課題等に取り組む.
注意点:
<成績評価>3回の試験で(D-1)および(D-2)を評価し,その合計の60%以上を取得した学生を合格とする. 定期試験の重みは,前期末試験50%,後期中間試験25%,学年末試験25%とする.
<授業時間外の学修の評価> 授業で与えられる課題等で自学自習を行うこと.課題等の取り組み状況は,評価割合に示す手段に従い評価する.
<オフィスアワー>授業のある日の16:00~17:00 機械工学科棟1F 相馬教員室(その他適宜対応をする)
<先修科目・後修科目>先修科目は工業力学、後修科目は,内燃機関,伝熱工学
| 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 | 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 | 前1,前2,前4 |
| 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 | 前2,前3,前5 |
| 熱力学の第一法則を説明できる。 | 3 | 前3,前5 |
| 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。 | 3 | 前5,前6,前7,前8,前9,前10 |
| 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。 | 3 | 前7,前8,前9,前10 |
| 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。 | 3 | 前7,前8,前9,前10 |
| 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。 | 3 | 前4,前8,前9 |
| 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。 | 3 | 前6 |
| 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。 | 3 | 前7,前8,前9,前10 |
| 熱力学の第二法則を説明できる。 | 3 | 前11 |
| 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 | 前12,前13,後5,後6,後7,後10,後11,後12,後13,後14,後15 |
| 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。 | 3 | 前12,前13,後3 |
| 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。 | 3 | 前14,後1 |
| サイクルをT-s線図で表現できる。 | 3 | 後5,後6,後7,後10,後11,後12,後13,後14,後15 |