1. 熱力学第一法則が説明できる。
2. 理想気体の性質と状態変化について説明できる。
3. 熱力学第二法則が説明できる。
概要:
機械における熱の移動現象は、工業上の様々な分野に関連するだけでなく日常生活の中にも数多く存在する。この教科では熱力学の基礎知識や理論の習得を目的とする。
授業の進め方・方法:
授業では主に黒板を使用しますが、必要に応じてスライドも使用します。授業時間内に演習を行い、課題も出題します。
課題は評価の対象ですので必ず期限を守って提出してください。
注意点:
電卓は必ず持参してください。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
熱力学の基礎 |
熱力学の概念について理解できる。
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2週 |
温度、圧力、熱量、仕事 |
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。
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3週 |
熱力学第一法則 |
熱力学の第一法則について説明できる。
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4週 |
熱力学第一法則 |
熱、仕事、内部エネルギー、エンタルピーについて説明・計算することができる。
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5週 |
熱力学第一法則 |
閉じた系と開いた系について、P-V線図で説明できる。
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6週 |
理想気体及び状態方程式 |
理想気体及び状態方程式について説明できる。
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7週 |
理想気体の状態変化 |
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。
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8週 |
中間試験 |
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2ndQ |
9週 |
理想気体の状態変化 |
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。
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10週 |
理想気体の状態変化 |
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、状態量、熱、仕事を計算できる。
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11週 |
熱力学第二法則 |
サイクルの意味と熱機関の熱効率について理解できる。
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12週 |
熱力学第二法則 |
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。
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13週 |
熱力学第二法則 |
エントロピーの定義を理解し、可逆変化及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。
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14週 |
熱力学の一般関係式 |
熱力学の諸現象を記述する関係式について説明できる。
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15週 |
ガスサイクル |
ガスサイクルの概要、および、ガス圧縮冷凍サイクルについて理解できる。
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16週 |
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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 | 前1,前2 |
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 | 前2,前5 |
熱力学の第一法則を説明できる。 | 4 | 前3,前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 | 前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 | 前5 |
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 | 前6 |
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 | 前7 |
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 | 前9 |
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 | 前10,前11,前12 |
熱力学の第二法則を説明できる。 | 4 | 前11,前12,前13 |
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 | 前11,前12,前13 |
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 | 前11,前12,前13 |
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 | 前11,前12,前13 |
サイクルをT-s線図で表現できる。 | 4 | 前11,前12,前13,前15 |