到達目標
1.熱とは何か説明できる.
2.理想気体の性質を理解し,ガスサイクル原理を理解できる.
3.各ガスサイクル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 | 各ガスサイクルの特性を十分理解し、理論熱効率、エントロピ量を求めることができる。 | 各ガスサイクルの特性を十分理解し、理論熱効率、エントロピ量を説明できる。 | 各ガスサイクルの特性を十分理解し、理論熱効率、エントロピ量を説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
まず、熱力学を学ぶ意義を説明し、理想気体、熱力学第１法則、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、自動車エンジン、ガスタービンエンジンがあり火力発電にも応用されています。これらガスサイクルからエネルギー変換により私たちの快適な生活が成り立っていることを理解してもらいます。
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。本教科は副専門になりますが、工学を勉強した技術者にとって熱力学の知識が必要になることがあります。この授業では、教科書に従って、例題のを解きながら工業熱力学の実践的知識を養ってもらいます。ほぼ毎回の授業において演習問題を解いてもらいます。
注意点:
熱力学の学習には微分と積分の知識が必要です。低学年時に勉強した指数対数の知識も重要です。理解できていない学生は復習をしておいてください。総合評価でレポートを４０％としているため提出期限は厳守です。
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 |
熱力学の基礎 |
閉じた系と開いた系、単位、熱平衡を説明できる
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| 2週 |
熱力学の第一法則 その１ |
熱力学第１法則を説明できる
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| 3週 |
熱力学の第一法則 その２ |
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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| 4週 |
理想気体 その１ |
理想気体の状態方程式を説明できる
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| 5週 |
理想気体 その２ |
内部エネルギー、エンタルピーを説明できる
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| 6週 |
理想気体 その３ |
各状態変化について説明できる
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| 7週 |
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 |
中間試験 |
中間試験
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| 4thQ |
| 9週 |
熱力学の第二法則 その１ |
熱力学第２法則とエントロピーの定義について説明できる
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| 10週 |
熱力学の第二法則 その２ |
各状態変化のエントロピーについて説明できる
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| 11週 |
熱力学の第二法則 その３ |
温度・エントロピ線図を説明できる
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| 12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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| 13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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| 14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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| 15週 |
蒸気エンジン |
各種蒸気エンジンについて理解し、効率を算出できる
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| 16週 |
学習のまとめ |
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 | 60 | 0 | 0 | 0 | 0 | 40 | 100 |
| 基礎的能力 | 60 | 0 | 0 | 0 | 0 | 40 | 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 |