到達目標
1.熱とは何か説明できる.
2.熱の性質を理解し,.自動車等のエンジン,火力発電所の原理を理解できる.
3蒸気の持つエネルギーについて理解できる.
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 | 熱力学の第1法則及び第2法則を十分理解し、エネルギーとしての熱と仕事の関連性について説明できる。 | 熱力学の第1法則及び第2法則を理解できる。 | 熱力学の第1法則及び第2法則を理解できない。 |
評価項目2 | 理想気体の性質を十分理解し、各種状態変化におけるPVT、熱量、仕事などを算出できる。 | 理想気体の性質、各種状態変化におけるPVT、熱量、仕事など説明できる。 | 理想気体の性質、各種状態変化におけるPVT、熱量、仕事など説明できない。 |
評価項目3 | 蒸気の特性を十分理解し、蒸気のもつエントロピ、エンタルピなどのエネルギー量を求めることができる。 | 蒸気の特性を理解し、蒸気のもつエントロピ、エンタルピなどのエネルギー量を説明できる。 | 蒸気の特性を理解し、蒸気のもつエントロピ、エンタルピなどのエネルギー量を説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
まず、熱力学第1法則や第2法則等の熱力学の基礎を理解します。熱力学第1法則は熱エネルギーを含むエネルギーの保存則です。熱力学第2法則に関しては、カルノーサイクルが象徴的存在です。熱力学の応用に、ガソリンエンジンやジェットエンジンがあります。ジェットエンジンは火力発電にも応用されています。これらエネルギー変換システムの効率化がCO2等の廃棄物を削減し、地球環境の改善につながります。
授業の進め方・方法:
エネルギーは人類の生活に必須ですし、地球環境の将来も地球温暖化の抑制可能性は人類のエネルギー利用の効率化にかかっています。特に、福島第1原発事故以来、エネルギーは国民的論議の的になっています。この授業では、エネルギーシステムの基本である熱力学の基礎を理解し、熱力学の応用であるエンジンや発電等のエネルギー変換システムを理解できるようになります。
注意点:
熱力学の学習には微分と積分の知識が必要ですから、なるべく微分積分学の関連単位を取得した人、または微積分がわかる人のみ受講するようにしてください。
また、卒業間近の学生も他の学生と同様に公平に扱い、特別配慮はありません。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
後期 |
3rdQ |
1週 |
発電と熱力学と熱エネルギー |
発電と熱力学と熱エネルギーについて説明できる.
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2週 |
気体の性質:その1:熱力学ではなぜ気体が重要なのか?気体の状態方程式とは? |
気体の性質の状態方程式について説明できる.
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3週 |
気体の性質:その2 |
気体の性質の断熱について説明できる.
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4週 |
熱力学第1法則:ジュールの実験等 |
熱力学第1法則を説明できる.
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5週 |
熱力学第1法則の応用、エンタルピー |
熱力学第1法則の応用、エンタルピーについて説明できる.
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6週 |
熱力学第2法則とエントロピー:増減するエントロピー |
熱力学第2法則とエントロピーについて説明できる.
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7週 |
理想的なエンジン:カルノーサイクル |
カルノーサイクルの原理を説明できる.
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8週 |
カルノーサイクルの応用 |
カルノーサイクルの応用について説明できる.
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4thQ |
9週 |
外燃機関と蒸気機関 |
外燃機関と蒸気機関を説明できる.
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10週 |
内燃機関とガソリンエンジン |
内燃機関とガソリンエンジンを説明できる.
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11週 |
オットーサイクルエンジン |
オットーサイクルについて理解し、オットーサイクルエンジンの効率を算出できる.
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12週 |
ディーゼルサイクルエンジン |
ディーゼルサイクルについて理解し、ディーゼルサイクルエンジンの効率を算出できる.
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13週 |
各種エンジン |
各種サイクルについて理解し、各種サイクルエンジンの効率を算出できる.
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14週 |
冷凍システム |
冷凍システムについて説明できる.
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15週 |
熱力学第3法則 |
熱力学第3法則について説明できる.
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16週 |
テストとまとめ |
まとめ
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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 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 70 | 0 | 0 | 0 | 0 | 30 | 100 |
基礎的能力 | 70 | 0 | 0 | 0 | 0 | 30 | 100 |
専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |