熱力学

科目基礎情報

学校	長野工業高等専門学校	開講年度	令和06年度 (2024年度)
授業科目	熱力学
科目番号	0031	科目区分	専門 / 必修
授業形態	授業	単位の種別と単位数	学修単位: 4
開設学科	機械工学科	対象学年	4
開設期	通年	週時間数	2
教科書/教材	教科書：「JSMEテキストシリーズ」日本機械学会
担当教員	相馬 顕子

到達目標

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．

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
熱力学の基礎知識	熱力学に関する各種の状態変化が説明でき、サイクルにおける熱効率などについて求めることができる．	熱力学に関する各種の項目について説明できる．	熱力学に関する各種の項目について説明できない．
熱力学の法則	熱力学第一法則及び熱力学第二法則について説明し，系に当てはめることができる．	熱力学第一法則及び熱力学第二法則について説明できる．	熱力学第一法則及び熱力学第二法則について説明できない．
サイクルの評価	各種サイクルのサイクルが説明でき，成績係数等を求められる．	各種サイクルのサイクルが説明できる．	各種サイクルのサイクルが説明できない．

学科の到達目標項目との関係

D D-1 （基盤となる工学分野において、事象を理解するとともに、技術士第一次試験相当の学力を身につける。）

D D-2 （基盤となる工学分野において、論理展開に必要な基礎問題を解くことができる。）

教育方法等

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．
学修単位科目であり，授業時間30時間に加えて，自学自習時間60時間が必要である．自主学習のために課題を課す．

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．
＜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

授業の属性・履修上の区分

遠隔授業対応

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	熱力学の基礎事項	熱力学の基礎事項について説明できる．
		2週	状態量について	状態量について説明できる．
		3週	閉じた系の熱力学第一法則	閉じた系の熱力学第一法則について説明できる．
		4週	熱量と比熱	比熱と熱量の関係について説明できる．
		5週	開いた系の熱力学第一法則	開いた系の熱力学第一法則について説明できる．
		6週	内部エネルギー・エンタルピー	内部エネルギー・エンタルピーについて説明できる．
		7週	等温変化	等温変化における諸量について説明できる．
		8週	等積変化	等積変化における諸量について説明できる．
	2ndQ
		9週	等圧変化	等圧変化における諸量について説明できる．
		10週	断熱変化・ポリトロープ変化	断熱変化・ポリトロープ変化について説明できる．
		11週	熱力学の第二法則	熱力学の第二法則について説明できる．
		12週	カルノーサイクル（１）	カルノーサイクルについて説明できる．
		13週	カルノーサイクル（２）	カルノーサイクルの効率について説明できる．
		14週	エントロピー	エントロピーの定義について説明できる．
		15週	固体・液体のエントロピー	固体・液体のエントロピーについて説明できる．
		16週	前期中間達成度試験
後期
	3rdQ
		1週	理想気体のエントロピー	理想気体のエントロピーについて説明できる．
		2週	有効・無効エネルギー	有効・無効エネルギーについて説明できる．
		3週	エクセルギー	エクセルギーについて説明できる．
		4週	エクセルギー（化学反応）	化学変化に伴うエクセルギーの変化を説明できる．
		5週	ガスサイクル（１）	オットーサイクルの熱効率を計算できる．
		6週	ガスサイクル（２）	ディーゼルおよびサバテサイクルの熱効率が計算できる．
		7週	ブレイトンサイクル	ブレイトンサイクルについて説明できる．
		8週	後期中間達成度評価	後期前半にて学習した内容を振り返り，自己評価する事ができる．
	4thQ
		9週	水の状態変化 蒸気の状態変化	水の状態変化がわかり，状態図を説明できる． 蒸気の状態変化を説明できる．
		10週	蒸気タービンサイクル（１）	ランキンサイクルについて説明できる．
		11週	蒸気タービンサイクル（２）	ランキンサイクルの熱効率について説明できる．
		12週	再生・ 再熱サイクル	再生・ 再熱サイクルについて説明できる．
		13週	冷凍サイクル（１）	冷凍機の原理を説明できる．
		14週	冷凍サイクル（２）	逆カルノーサイクルについて説明できる．
		15週	冷凍サイクル（３）	冷凍機とヒートポンプの成績係数を説明できる．
		16週	前期末試験達成度試験	後期後半にて学習した内容を振り返り，自己評価する事ができる．

評価割合

	前期末試験	後期中間試験	後期末試験	合計
総合評価割合	50	25	25	100
配点	50	25	25	100