到達目標
(1) 熱力学の物理量に関する基本問題が解ける．
(2) 熱力学の第一法則に関する基本問題が解ける．
(3) 完全ガスの性質に関する基本問題が解ける．
(4) 完全ガスの状態変化に関する基本問題が解ける．
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 |
| 評価項目1 | 熱力学の物理量に関する基本問題が正しく解ける． | 熱力学の物理量に関する基本問題が解ける． | 熱力学の物理量に関する基本問題が解けない． |
| 評価項目2 | 熱力学の第一法則に関する基本問題が正しく解ける． | 熱力学の第一法則に関する基本問題が解ける． | 熱力学の第一法則に関する基本問題が解けない． |
| 評価項目3 | 完全ガスの性質に関する基本問題が正しく解ける． | 完全ガスの性質に関する基本問題が解ける． | 完全ガスの性質に関する基本問題が解けない． |
| 評価項目4 | 完全ガス状態変化に関する基本問題が正しく解ける． | 完全ガスの状態変化に関する基本問題が解ける． | 完全ガスの状態変化に関する基本問題が解けない． |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
熱力学はエネルギーの形態の変化や変換,ならびに熱の授受にともなう物質の状態変化を巨視的な立場から取り扱う学問であり，動力発生装置である原動機や冷凍機をはじめ,各種のエネルギー関連機械の基本となっている．
本講義では系・熱平衡・単位・状態量などの基礎的事項から始めて，熱力学の第一法則，完全ガスの性質，完全ガスの状態変化などについて学ぶ．
本科目は，大学レベルの教科書を用いて熱力学の基本法則を理解し，理想気体の各種の状態変化が計算できるレベルとなるように到達目標および評価基準を設定する．
授業の進め方・方法:
到達目標(1)(2)については中間試験で，(3)(4)については期末試験で評価する．
「中間試験と期末試験の平均=100%」で評点を決定し，60％以上を合格とする．
不合格者には以下の条件を満たしていれば，再評価試験，追認試験を実施する．
・原則として評点が30％以上であること．
・提出課題の2/3以上を遅れなく提出していること．
注意点:
学修単位科目であり、1回の講義（90分）あたり180分以上の予習復習をしているものとして講義・演習を進める．
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
温度と熱
温度，熱量，比熱と熱容量，顕熱と潜熱
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温度と熱について説明できる
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| 2週 |
圧力と仕事
圧力，絶対仕事
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圧力と絶対仕事について説明できる
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| 3週 |
圧力と仕事
工業仕事
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工業仕事について説明できる
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| 4週 |
熱力学の第一法則ならびに内部エネルギーとエンタルピー
ジュールの実験，エネルギー保存則
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エネルギー保存則について説明できる
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| 5週 |
熱力学の第一法則ならびに内部エネルギーとエンタルピー
閉じた系のエネルギーと内部エネルギー
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閉じた系のエネルギーと内部エネルギーについて説明できる
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| 6週 |
熱力学の第一法則ならびに内部エネルギーとエンタルピー
開いた系のエネルギーとエンタルピー
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開いた系のエネルギーとエンタルピーについて説明できる
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| 7週 |
熱力学の第一法則ならびに内部エネルギーとエンタルピー
定常流動系のエネルギー式
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定常流動系のエネルギー式について説明できる
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| 8週 |
中間試験
第１回から第7回までの範囲で中間試験を行う．
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| 2ndQ |
| 9週 |
完全ガス
状態式，内部エネルギー，比熱
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完全ガスの状態式，内部エネルギー，比熱について説明できる
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| 10週 |
完全ガス
熱力学の第一法則の式，混合ガス
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完全ガスにおける熱力学第一法則の式，混合ガスの取扱いについて説明できる
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| 11週 |
完全ガスの状態変化
等温変化 |
完全ガスの等温変化について説明できる
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| 12週 |
完全ガスの状態変化
等容変化，等圧変化 |
完全ガスの等容変化と等圧変化について説明できる
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| 13週 |
完全ガスの状態変化
断熱変化
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完全ガスの断熱変化について説明できる
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| 14週 |
完全ガスの状態変化
ポリトロープ変化
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完全ガスのポリトロープ変化について説明できる
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| 15週 |
期末試験
第9回から第14回までの範囲で期末試験を行う．
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| 16週 |
まとめ
テスト返却と解答．講義全体のまとめを行う．
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 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 | |
| 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 | |
| 熱力学の第一法則を説明できる。 | 3 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
評価割合
| 試験 | 合計 |
| 総合評価割合 | 100 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 100 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 |