概要:
最近の環境意識の高まりは、従来の化石燃料主体のエネルギー利用からクリーンエネルギーを含む再生可能エネルギー利用への転換を促し、その流れは産業界や私たちの生活様式の転換にまで現れている。授業では、各種エネルギーやエネルギー資源の特性、エネルギー変換の原理について学んだ後、エネルギーの基礎としての熱力学の基礎を学び、各種ガスサイクルの熱効率の求め方について学習する。
授業の進め方・方法:
講義資料をベースに各項目ごとの解説で基本事項を理解してもらい、課題（演習問題）により理解度をチェックし、理解の促進を図る。講義資料は授業前にGoogleClassroomにアップする。事前学習に利用すること。
注意点:
【成績評価の基準・方法】
試験の成績を70 %，平素の学習状況（課題・小テストを含む）を30 %の割合で総合的に評価する。試験の成績は定期試験で評価する。評価は中間と期末の平均とする。技術者が身につけるべき専門基礎として，到達目標に対する達成度を試験等において評価する。
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
エネルギーの種類とその変換：エネルギーの種類と形態、エネルギーの変換方法、エネルギーの変換と二酸化炭素の排出について学ぶ。 |
エネルギーの種類や変換方法、エネルギー利用と環境との関わりを説明できる。
|
| 2週 |
エネルギー資源：エネルギー需給およびエネルギー資源について学ぶ。 |
世界および日本のエネルギー消費の現状を説明できる。
|
| 3週 |
エネルギーシステム：エネルギーフローとエネルギーシステムについて学ぶ。 |
エネルギー供給、変換、貯蔵、輸送。そして消費までの一連の流れについてその概要が理解できる。
|
| 4週 |
原子力エネルギーシステム：核エネルギーの原理と特徴、原子力発電の現状、核燃料サイクル、核融合炉の可能性について学ぶ。 |
原子力の燃料の種類とその将来展望について説明できる。
|
| 5週 |
再生可能エネルギー利用技術：再生可能エネルギー利用の意義、熱としての再生可能エネルギーについて学ぶ。 |
再生可能エネルギー利用の意義について説明できる。
|
| 6週 |
再生可能エネルギー利用技術：再生可能なエネルギー源としての木質バイオマス、木質バイオマスのエネルギー変換について学ぶ。 |
再生可能エネルギー源としての木質バイオマスの利用の意義と経済性や環境性について説明できる。
|
| 7週 |
再生可能エネルギー利用技術：再生可能なエネルギー源としての木質バイオマスによる熱電併給システムについて学ぶ。 |
再生可能エネルギー源としての木質バイオマスの利用の意義と経済性や環境性について説明できる。
|
| 8週 |
前学期中間試験 |
|
| 2ndQ |
| 9週 |
熱力学の基礎：熱エネルギーの単位と状態式、熱力学の第１法則について学ぶ。 |
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、また熱力学の第１法則を説明できる。
|
| 10週 |
理想気体：閉じた系と開いた系の熱力学の第一法則の式を理想気体に適用し，各状態変化について学ぶ。 |
等圧変化、等容変化、等温変化の意味を理解し、状態量、熱、仕事を計算できる。
|
| 11週 |
理想気体：閉じた系と開いた系の熱力学の第一法則の式を理想気体に適用し，各状態変化について学ぶ。 |
断熱変化と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。
|
| 12週 |
熱力学の第ニ法則：熱力学の第ニ法則とカルノーサイクルについて学ぶ。 |
熱力学の第ニ法則を説明でき、また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変化が説明できる。
|
| 13週 |
熱力学の第ニ法則：熱力学の第ニ法則とカルノーサイクルについて学ぶ。 |
カルノーサイクルの意味を理解し、T-s線図で表現できる。
|
| 14週 |
ガスサイクル：熱機関の分類と容積型内燃機関の理論サイクルについて学ぶ。 |
熱機関の分類について説明でき、容積型内燃機関の理論サイクルの状態変化を理解し，熱効率を計算できる。
|
| 15週 |
ガスサイクル：実際の自動車用エンジンのサイクルについて学ぶ。 |
自動車に搭載するエンジンのサイクルの状態変化を理解し，熱効率を計算できる。
|
| 16週 |
|
|
| 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。 | 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。 | 2 | |
| 熱力学の第一法則を説明できる。 | 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。 | 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。 | 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。 | 2 | |
| 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。 | 2 | |
| 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。 | 2 | |
| 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。 | 2 | |
| 熱力学の第二法則を説明できる。 | 2 | |
| サイクルの意味を理解し、熱機関の熱効率を計算できる。 | 2 | |
| 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。 | 2 | |
| 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。 | 2 | |
| サイクルをT-s線図で表現できる。 | 2 | |
| 電気・電子系分野 | 電力 | 火力発電の原理について理解し、火力発電の主要設備を説明できる。 | 3 | |
| 原子力発電の原理について理解し、原子力発電の主要設備を説明できる。 | 3 | |
| その他の新エネルギー・再生可能エネルギーを用いた発電の概要を説明できる。 | 3 | |