到達目標
熱について、基礎知識を習得し、物理で学んだ現象を微分積分を用いて記述でき、論理的思考力を身につけることを目的とする。
①熱力学の基礎を説明できる。
②理想気体の状態量の計算ができる。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安(優) | 標準的な到達レベルの目安(良) | 最低限の到達レベルの目安(可) | 未到達レベルの目安(不可) |
| 熱力学の基礎を説明できる。 | 熱力学の第二法則、カルノ－の原理を説明できる。 | 熱力学の第一法則、理想気体の状態方程式を説明できる。 | 熱、温度を説明できる。 | 熱力学の基礎を説明できない。 |
| 理想気体の状態量の計算ができる。 | 全ての状態変化について理想気体の状態量の計算ができる。 | 二つの状態変化について理想気体の状態量の計算ができる。 | 一つの状態変化について理想気体の状態量の計算ができる。 | 理想気体の状態量の計算ができない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
第1学期開講
この授業で学ぶ「熱」は、今後の専門科目の基礎となるものです。
授業の進め方・方法:
各節ごとに演習問題を実施するので、演習問題を解くことで自身の理解度を把握してください。
必ず、予習・復習を行ってください。予習で解らなかったことを中心に、授業中は説明をしっかりと聞き、それでも解らない場合は、友人と相談したり、教員に質問したりして、自分なりに理解してください。
試験では、記憶力を問うような問題は出しません。皆さんの適応力を問うような問題を出すようにしています。
自学自習の習慣を未だ身につけていない方は、早く身につけてください。
解らないところがあったら、いつでも質問してください。頑張りましょう。
注意点:
微分積分の知識が重要です。
数式を丸暗記するのではなく、数式が意味していることを理解してください。
物理量には単位があり、単位系を理解することも大事です。
授業の属性・履修上の区分
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 |
ガイダンス、熱力学の目的・熱と温度
熱と比熱 |
熱力学の基本的な意味や必要性、熱と温度とは何かを説明できる。
熱と比熱、熱力学に使われる単位を説明できる。
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| 2週 |
熱の移動１
熱の移動２ |
熱の移動、熱伝導を説明できる。
熱伝達、熱放射を説明できる。
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| 3週 |
気体の状態方程式
気体の分子運動論 |
気体の状態方程式を説明でき、問題を解くことができる。
気体の分子運動論を説明できる。
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| 4週 |
熱力学の第１法則
いろいろな変化１ |
熱力学の第１法則を説明できる。
等圧、等積変化を説明でき、問題を解くことができる。
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| 5週 |
いろいろな変化２
いろいろな変化３ |
等温変化を説明でき、問題を解くことができる。
断熱変化を説明でき、問題を解くことができる。
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| 6週 |
熱力学の第２法則
熱機関の効率 |
熱力学の第２法則を説明することができる。
熱機関を説明でき、熱機関の効率を計算できる。
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| 7週 |
カルノーの原理
理想気体の混合 |
カルノーの原理を説明できる。
理想気体の混合の問題を解くことができる。
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| 8週 |
定期試験
まとめ |
定期試験を解くことができる。
間違った個所を理解し、正解できる。
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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 |
| 基礎的能力 | 自然科学 | 物理 | 熱 | 原子や分子の熱運動と絶対温度との関連について説明できる。 | 3 | 前1 |
| 時間の推移とともに、熱の移動によって熱平衡状態に達することを説明できる。 | 3 | 前1 |
| 物体の熱容量と比熱を用いた計算ができる。 | 3 | 前1 |
| 熱量の保存則を表す式を立て、熱容量や比熱を求めることができる。 | 3 | 前1 |
| 動摩擦力がする仕事は、一般に熱となることを説明できる。 | 3 | 前1,前2 |
| ボイル・シャルルの法則や理想気体の状態方程式を用いて、気体の圧力、温度、体積に関する計算ができる。 | 3 | 前3,前4,前5 |
| 気体の内部エネルギーについて説明できる。 | 3 | 前4 |
| 熱力学第一法則と定積変化・定圧変化・等温変化・断熱変化について説明できる。 | 3 | 前4,前5 |
| エネルギーには多くの形態があり互いに変換できることを具体例を挙げて説明できる。 | 3 | |
| 不可逆変化について理解し、具体例を挙げることができる。 | 3 | 前7 |
| 熱機関の熱効率に関する計算ができる。 | 3 | 前6 |
評価割合
| 定期試験 | 演習 | 合計 |
| 総合評価割合 | 50 | 50 | 100 |
| 知識の基本的な理解【知識・記 憶、理解レベル】 | 30 | 30 | 60 |
| 思考・推論・創造への適用力【 適用、分析レベ ル】 | 20 | 20 | 40 |
| 汎用的技能【 】 | 0 | 0 | 0 |
| 態度・志向性(人間力)【 】 | 0 | 0 | 0 |
| 総合的な学習経験と創造的思考力【 】 | 0 | 0 | 0 |