到達目標
学習目的：熱エネルギーに関する基本的知識を身に付けるとともに，工学技術への応用やエネルギーの有効利用について理解を深める。
到達目標：
１．熱力学第一法則を理解し，エネルギーの授受を計算できる。
２．熱力学第二法則を理解し，エントロピー変化を計算できる。
３．代表的なサイクルについて説明し，熱効率・成績係数を計算できる。
４．蒸気の性質を理解し，蒸気の状態量を計算することができる。
ルーブリック
| 優 | 良 | 可 | 不可
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| 評価項目1 | 熱力学第一法則の一貫した表現に基づき，閉じた系および開いた系の状態変化におけるエネルギーの授受を矛盾なく説明し，正確に計算できる。 | 熱力学第一法則に基づき，閉じた系および開いた系におけるエネルギーの授受を計算できる。 | 閉じた系および開いた系におけるエネルギーの授受を説明できる。 | 左記に達していない。 |
| 評価項目2 | 可逆過程と不可逆過程の違いを熱効率やエントロピーの観点から説明できる。また，理想気体の可逆変化におけるエントロピー変化を計算でき，T-S線図で表現できる。 | 熱移動に伴うエントロピー生成について説明できる。また，理想気体の可逆変化におけるエントロピー変化を計算できる。 | 熱力学第二法則を身近な現象や機械と関係付けて説明できる。また，エントロピーの定義を示すことができる。 | 左記に達していない。
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| 評価項目3 | カルノーサイクルおよび代表的なサイクルについて説明し，理想気体の状態変化に関する知識を応用して熱効率を導出できる。 | カルノー熱機関の熱効率とカルノー冷凍機・ヒートポンプの成績係数を計算できる。また，代表的なサイクルについて説明できる。 | 熱効率と成績係数の定義を理解し，計算できる。また，熱源とやり取りされる熱量と仕事の関係を理解し，計算できる。 | 左記に達していない。
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| 評価項目4
| 湿り蒸気の状態量の求め方と蒸気表を利用して，水の状態変化における状態量変化を計算できる。 | 湿り蒸気の比容積，比エンタルピー，比エントロピーを計算できる。 | 水の等圧蒸発過程を例に，飽和温度，潜熱，圧縮液，飽和液，湿り蒸気，乾き飽和蒸気，過熱蒸気について説明できる。また，蒸気表の見方を理解している。 | 左記に達していない。
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学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
一般・専門の別：専門
学習の分野：エネルギーと流れ
必修・履修・履修選択・選択の別：必修
基礎となる学問分野：工学／機械工学／熱工学
学科学習目標との関連：本科目は機械工学科学習目標「（２）エネルギーと流れ，材料と構造，運動と振動，設計と生産・管理，情報と計測・制御，機械とシステムに関する専門技術分野の知識を修得し，工学現象の解析や機械の設計・製作に応用できる能力を身につける。」に相当する科目である。
技術者教育プログラムとの関連：本科目が主体とする学習・教育到達目標は「（Ａ）技術に関する基礎知識の深化，Ａ－２：「材料と構造」，「運動と振動」，「エネルギーと流れ」，「情報と計測･制御」，「設計と生産・管理」，「機械とシステム」に関する専門技術分野の知識を修得し，説明できること」である。
授業の概要：本科目は基礎科学に対応する学問であり，科学的思考を養う。熱エネルギーと仕事の相互変換および物質の状態変化の基礎について，工学技術への応用も考慮して解説する。
授業の進め方・方法:
授業の方法：授業は板書を中心に進め，できるだけ丁寧に解説を行う。また，多くの演習問題を通して基礎理論の理解が深まるように配慮する。本科目は前期開講科目である。
成績評価方法：２回の定期試験の成績を同等に評価し（定期試験７０％），これに演習と時間外の課題（３０％）を加えた総合評価とする。試験には，教科書，ノートの持ち込みは許可しない。成績が６０点未満の学生に対して再試験を実施する場合がある。その場合，定期試験と再試験の平均点を試験分として成績を再評価する。ただし，再評価による成績の上限は６０点とする。なお，再試験の実施および受験資格は，該当者の学習態度を踏まえて判断する。
注意点:
履修上の注意：本科目は「授業時間外の学習を必修とする科目」である。１単位あたり授業時間として１５単位時間開講するが，これ以外に３０単位時間の学習が必修となる。これらの学習については担当教員の指示に従うこと。必修科目であり，課程修了には履修（欠課時間数が所定授業時間数の３分の１以下）が必須となる。
履修のアドバイス：熱力学は機械工学の基盤をなす重要な力学の１つである。基礎科目の内容をしっかり理解しておくことが望ましい。
基礎科目：物理Ⅱ（２年），微分積分Ⅰ（２），微分積分Ⅱ（３）
関連科目：熱力学Ⅰ（４年），流体工学Ⅰ，Ⅱ（４），熱機関（５），流体機械（５），伝熱工学（５），エネルギーシステム工学（専１），流体力学（専２）
受講上のアドバイス：暗記ではなく，知識を積み上げながら理解することが重要である。演習や課題には意欲的に取り組み，自ら考え理解を深めること。前期の熱力学Ｉの知識が前提となるため，必要に応じて復習すること。２０分を越える遅刻・早退は１欠課，６５分を越える遅刻・早退は２欠課とする。
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 |
本年度は開講しない。 |
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| 2週 |
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| 3週 |
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| 4週 |
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| 5週 |
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| 6週 |
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| 7週 |
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| 8週 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
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| 10週 |
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| 11週 |
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| 12週 |
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| 13週 |
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| 14週 |
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| 15週 |
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| 16週 |
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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。 | 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 | |
| サイクルをT-s線図で表現できる。 | 4 | |
評価割合
| 試験 | 課題 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 30 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 70 | 30 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |