概要:
熱量も仕事もともにｴﾈﾙｷﾞの一形態であり全体としては増減しないことを学ぶ。続いて、エントロピについて理解を深め熱エネルギの１００％の利用は不可能であることを学ぶ。最後に、いくつかの熱機関（エンジン）の出力および効率について学ぶ。
授業の進め方・方法:
テキストに従って講義を進め、章あるいは単元ごとの練習問題に取り組むことによって理解を深める。練習問題の解答例に対しての質疑応答をする。
注意点:
電卓を忘れずに持ってくること。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
熱力学第０法則、温度測定法 |
熱力学第０法則を理解し、各種温度計を説明できる。
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| 2週 |
熱量計算、閉じた系、開いた系 |
熱量、比熱、系の概念を説明できる。
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| 3週 |
状態量、単位系 |
示強性状態量と示量性状態量を説明できる。
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| 4週 |
エネルギ保存則 |
エネルギの総和は一定であることを説明できる。
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| 5週 |
熱力学第１法則 |
熱エネルギもエネルギの一種であることを説明できる。
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| 6週 |
閉じた系の第１法則 |
閉じた系における第一法則を利用し各種計算ができる。
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| 7週 |
開いた系の第１法則 |
開いた系における第一法則を利用し各種計算ができる。
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| 8週 |
前期中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
試験返却・解答 |
試験結果を検討し、理解不足の点を解消する。
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| 10週 |
工業仕事、絶対仕事 |
閉じた系での仕事と開いた系での仕事の区別ができる。
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| 11週 |
理想気体の状態式 |
状態方程式を使って、温度、圧力、体積を計算できる。
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| 12週 |
理想気体の内部エネルギ、エンタルピ、比熱 |
内部エネルギ、エンタルピと比熱の関係を理解する。
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| 13週 |
理想気体の状態変化１ |
等圧、等容変化での状態量の変化を計算できる。
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| 14週 |
理想気体の状態変化２ |
等温、断熱変化での状態量の変化を計算できる。
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| 15週 |
前期期末試験 |
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| 16週 |
試験返却・解答 |
試験結果を検討し、理解不足の点を解消する。
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
不可逆変化 |
不可逆変化とは何かを説明できる。
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| 2週 |
絞り |
代表的不可逆変化である絞りにより温度降下が生じることを知る。
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| 3週 |
混合気体 |
混合気体の状態方程式を理解し、計算に利用できる。
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| 4週 |
熱力学第２法則 |
熱力学第２法則を理解し、永久機関の不可能を知る。
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| 5週 |
熱機関、冷凍機のサイクル |
熱機関と冷凍機は同一のサイクルであることを知る。
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| 6週 |
可逆サイクル、不可逆サイクル |
可逆サイクルと不可逆サイクルの違いを説明できる。
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| 7週 |
カルノーサイクル |
熱機関の基礎となるカルノーサイクルを説明できる。
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| 8週 |
後期中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
試験の解答・解説 |
試験結果を検討し、理解不足の点を解消する。
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| 10週 |
クラウジウスの積分 |
可逆サイクルでのクラウジウスの積分を説明できる。
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| 11週 |
エントロピの定義、エントロピ増加の原理 |
クラウジウスの積分を利用したエントロピの定義を説明できる。
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| 12週 |
熱力学的温度 |
温度計の種類によらず温度目盛りを定義できることを知る。
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| 13週 |
ガスサイクル１ |
オットーサイクルを理解し、熱効率を計算できる。
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| 14週 |
ガスサイクル2 |
ディーゼルサイクルやその他のサイクルを理解し、熱効率を計算できる。
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| 15週 |
後期期末試験 |
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| 16週 |
試験返却・解答 |
試験結果を検討し、理解不足の点を解消する。
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| 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。 | 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。 | 4 | |
| 熱力学の第一法則を説明できる。 | 4 | |
| 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 | |
| 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。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 熱力学の第二法則を説明できる。 | 4 | |
| サイクルの意味を理解し、熱機関の熱効率を計算できる。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 固体、液体および理想気体におけるエントロピーの変化量を計算できる。 | 4 | |
| サイクルをT-s線図で表現できる。 | 4 | |
| 熱の有効エネルギーを説明できる。 | 4 | |
| 水の等圧蒸発過程を説明できる。 | 4 | |
| 飽和蒸気、湿り蒸気、過熱蒸気の状態量を計算できる。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |