熱力学ⅠA

科目基礎情報

学校	豊田工業高等専門学校	開講年度	2017
授業科目	熱力学ⅠA
科目番号	14104	科目区分	専門 / 選択
授業形態	講義	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	機械工学科	対象学年	4
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	｢例題でわかる工業熱力学｣　平田哲夫、田中誠、熊野寛之　共著　(森北出版)　ISBN：978-4-627-67341-0
担当教員	鬼頭 俊介

到達目標

(ア)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。熱力学の第０法則の意味を理解する。
(イ)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。
(ウ)熱力学の第1法則について理解し、エネルギー式を用いて、仕事、熱、内部エネルギー、エンタルピーを計算できる。
(エ)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。
(オ)理想気体の性質を理解し、圧力、体積、温度の関係を、状態方程式を用いて説明できる。
(カ)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。
(キ)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。
(ク)等圧変化、等容変化、等温変化、断熱変化、ポリトロープ変化の意味を理解し、それぞれの状態量、仕事、熱量を計算できる。
(ケ)熱力学の第2法則について説明できる。

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
	熱力学第一法則、エネルギーの関係式を使って、エネルギーに関する応用問題を解くことができる。	熱力学第一法則、エネルギーの関係式を使って、エネルギーに関する基礎的な問題を解くことができる。	熱力学第一法則、エネルギーの関係式を使って、エネルギーに関する基礎的な問題を解くことができない。
	理想気体の状態式を理解し、基本的な状態変化について、状態量、仕事、熱量に関する応用問題を解くことができる。	理想気体の状態式を理解し、基本的な状態変化について、状態量、仕事、熱量に関する基礎的な問題を解くことができる。	理想気体の状態式を理解し、基本的な状態変化について、状態量、仕事、熱量に関する基礎的な問題を解くことができない。
	熱力学第二法則について説明でき、自然界の現象との関連について説明できる。	熱力学第二法則について説明できる。	熱力学第二法則について説明できない。

教育方法等

概要:

熱力学はマクロな立場にたって、エネルギーの形態の変化や変換、および熱の授受に伴う物質の状態変化を扱う学問である。基本的な法則を十分理解した上で、熱機関における動力の生産など、機械工学上重要な分野への応用を図る必要がある。本科目では、はじめに熱力学で重要な物理量について説明する。そして、熱力学の第1法則、エネルギーの関係、理想気体について説明し、種々の物理量、仕事・熱量の求め方を説明する。次に、熱力学の第2法則について説明する。

授業の進め方・方法:

注意点:

（自学自習の内容）継続的に授業内容の予習・復習を行うこと。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	温度と熱平衡、熱力学の第０法則、温度目盛の種類、熱力学で主に使用する量および単位、状態量	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。熱力学の第０法則の意味を理解する。
		2週	温度と熱平衡、熱力学の第０法則、温度目盛の種類、熱力学で主に使用する量および単位、状態量	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。熱力学の第０法則の意味を理解する。
		3週	熱力学の第1法則、仕事、熱、内部エネルギー、エンタルピー，閉じた系，開いた系	熱力学の第1法則について理解し、エネルギー式を用いて、仕事、熱、内部エネルギー、エンタルピーを計算できる。
		4週	熱力学の第1法則、仕事、熱、内部エネルギー、エンタルピー，閉じた系，開いた系	熱力学の第1法則について理解し、エネルギー式を用いて、仕事、熱、内部エネルギー、エンタルピーを計算できる。
		5週	熱力学の第1法則、仕事、熱、内部エネルギー、エンタルピー，閉じた系，開いた系	熱力学の第1法則について理解し、エネルギー式を用いて、仕事、熱、内部エネルギー、エンタルピーを計算できる。
		6週	理想気体、理想気体の状態式、気体分子運動論	理想気体の性質を理解し、状態式を用いた計算ができる。
		7週	理想気体、理想気体の状態式、気体分子運動論	理想気体の性質を理解し、状態式を用いた計算ができる。
		8週	理想気体、理想気体の状態式、気体分子運動論	理想気体の性質を理解し、状態式を用いた計算ができる。気体分子運動論を理解する。
	2ndQ
		9週	理想気体の内部エネルギー、エンタルピー、比熱	理想気体の内部エネルギー，エンタルピー，比熱の計算ができる。
		10週	理想気体の内部エネルギー、エンタルピー、比熱	理想気体の内部エネルギー，エンタルピー，比熱の計算ができる。
		11週	可逆変化、理想気体の状態変化、等温変化、等圧変化、等容変化、断熱変化、ポリトロープ変化	等圧変化、等容変化、等温変化、断熱変化、ポリトロープ変化の意味を理解し、それぞれの状態量、仕事、熱量を計算できる。
		12週	可逆変化、理想気体の状態変化、等温変化、等圧変化、等容変化、断熱変化、ポリトロープ変化	等圧変化、等容変化、等温変化、断熱変化、ポリトロープ変化の意味を理解し、それぞれの状態量、仕事、熱量を計算できる。
		13週	可逆変化、理想気体の状態変化、等温変化、等圧変化、等容変化、断熱変化、ポリトロープ変化	等圧変化、等容変化、等温変化、断熱変化、ポリトロープ変化の意味を理解し、それぞれの状態量、仕事、熱量を計算できる。
		14週	熱力学の第2法則	熱力学の第2法則について説明できる。
		15週	定期試験の解説と前期のまとめ	前学期の内容を理解する。
		16週

評価割合

	中間試験	定期試験	課題	合計
総合評価割合	30	50	20	100
専門的能力	30	50	20	100