到達目標
エネルギー工学は、エネルギーについて取り扱う工学の一分野であり、エネルギー源からエネルギー変換までの広い範囲で学習する必要がある。本講義は、エネルギー、水の等圧蒸発過程、熱機関サイクル、伝熱の意味を理解し、説明ができるとともに、飽和蒸気、湿り蒸気、過熱蒸気の状態量、熱流束、温度分布、熱抵抗の計算ができる能力を目標とする。
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 |
| エネルギー資源、エネルギー変換、蒸気の性質、伝熱の基礎について説明し、問題を解決することができる。 | エネルギー変換、水の蒸発過程、伝熱の基礎を説明し、問題を解決できる。 | エネルギー変換、水の蒸発過程、伝熱の基礎を説明できる。 | エネルギー変換、水の蒸発過程、伝熱の基礎を説明できない。 |
| 熱機関サイクルをp-V線図、T-s線図を用いて表現し、説明することができる。 | 熱機関サイクルをp-V線図、T-s線図で表現し、説明ができる。 | 熱機関サイクルをp-V線図、T-s線図で表現できる。 | 熱機関サイクルをp-V線図、T-s線図で表現できない。 |
学科の到達目標項目との関係
専門 A1
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専門 A2
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教養 B1
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教養 B2
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教養 D1
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教養 D2
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専門 E1
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教育方法等
概要:
エネルギー、水の等圧蒸発過程、熱機関サイクル、伝熱の意味を理解する。飽和蒸気、湿り蒸気、過熱蒸気の状態量、熱流束、温度分布、熱抵抗の計算方法を学習する。
本科目の履修により，本校のディプロマポリシーにおける「機械設計に欠かせない熱、流体、機械の幅広い知識と技術を身につける」能力を習得する。
授業の進め方・方法:
座学の講義を基本とする。
注意点:
1単位当たり30時間の自学自習を必要とする。
関連する専門科目も合わせて学習すること（応用物理、流体力学、熱力学、エネルギー変換学）。
実務経験のある教員による授業科目
この科目は、発電所で熱や流体を用いた発電システムの業務を担当していた教員が、その経験を活かし、熱力学に関する基本的な考え方や解析などについて講義形式で授業を行う。
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 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
エネルギー工学ガイダンス |
エネルギーの意味を説明できる。
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| 2週 |
エネルギー資源 |
エネルギーの種類を説明できる。
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| 3週 |
エネルギー変換 |
エネルギー変換を説明できる。
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| 4週 |
液体と蒸気 |
水の等圧蒸発過程を説明できる。飽和蒸気、湿り蒸気、過熱蒸気の状態量の計算できる。
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| 5週 |
ファン・デル・ワールスの状態式 |
ファン・デル・ワールスの状態式を用いて計算できる。
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| 6週 |
湿り蒸気（蒸気表および蒸気線図） |
状態量を蒸気表および蒸気線図から読み取ることができる。
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| 7週 |
熱機関サイクル、オットーサイクル |
サイクルの意味を理解し、熱機関の熱効率を計算できる。
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| 8週 |
中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
ディーゼルサイクル、ブレイトンサイクル |
ディーゼルサイクル、ブレイトンサイクルの意味を理解し、熱効率を計算できる。
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| 10週 |
スターリンサイクル、ランキンサイクル |
スターリンサイクル、ランキンサイクルの意味を理解し、熱効率を計算できる。
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| 11週 |
冷凍機およびヒートポンプのサイクル |
冷凍機・ヒートポンプの成績係数を計算できる。サイクルをp-V線図、T-s線図で表現できる。
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| 12週 |
伝熱学の基礎 |
フーリエの法則を説明できる。法則を利用して計算できる。
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| 13週 |
伝導伝熱 |
熱伝達率を説明できる。熱伝達率を利用して計算できる。
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| 14週 |
対流熱伝達 |
自然対流と強制対流を説明できる。自然対流と強制対流の計算ができる。
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| 15週 |
放射伝熱 |
黒体の定義を説明できる。黒体の定義を利用して計算できる。
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| 16週 |
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評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | レポート | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 0 | 70 | 0 | 0 | 30 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 0 | 70 | 0 | 0 | 30 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |