概要:
「熱力学」で教授された基本事項と熱力学第1法則,理想気体の状態方程式を用いて,圧力,体積,温度や熱量,仕事の基本計算ができ,さらには熱機関やカルノーサイクルの熱効率,蒸気サイクルに関する状態量を計算できることを目標とする。
授業の進め方・方法:
前期に履修した熱力学の内容について,復習と計算問題を実施し,熱力学の第2法則や理想気体の応用としての熱機関や蒸気サイクルの状態を学ぶ.演習問題を解答しながら理解を深める。
【授業時間30時間+自学自習時間60時間】
注意点:
熱力学の知識をより深めるために、具体的に問題をできるだけ数多く解いてみる。講義内容は,基本事項を教授したあとで,教員が作成した演習問題について、学生がチームで討論内容や計算結果を発表するアクティブラーニング形式をとる。
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 | 後1 |
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 | 後1 |
熱力学の第一法則を説明できる。 | 4 | 後2 |
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 | 後2 |
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 | 後2 |
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 | 後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。 | 4 | 後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 | 後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 | 後5 |
熱力学の第二法則を説明できる。 | 4 | 後6 |
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 | 後7 |
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 | 後9 |
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 | 後10 |
サイクルをT-s線図で表現できる。 | 4 | 後11 |