熱工学

科目基礎情報

学校	沖縄工業高等専門学校	開講年度	令和05年度 (2023年度)
授業科目	熱工学
科目番号	4106	科目区分	専門 / 必修
授業形態	授業	単位の種別と単位数	学修単位: 3
開設学科	機械システム工学科	対象学年	4
開設期	通年	週時間数	1.5
教科書/教材	教科書：熱力学（日本機会学会編、JSMEテキストシリーズ）
担当教員	眞喜志 治

到達目標

熱工学の基礎知識の習得とともに応用力の向上を図る．
現象をモデル化して論理的記述により説明または解を導出できる．
【V-A-4】熱と仕事とエネルギー及びエンタルピーの関係、熱力学の第一法則（開いた系、閉じた系）、熱力学
の第二法則について理解する。

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	最低限必要な 到達レベル（可）
熱力学の第一法則を 基礎として，熱と仕事 とエネルギーの関係 およびそれらの保存 法則について理解で きている。	演習問題の内容をモ デル化して、適切な 関係式や基本法則を 使って、解を導出でき る。	熱流体機器に関する 系をモデル化し、適 切な文字・記号を 使って、基本法則を 当てはめることがで きる。	教科書の内容を理解 し、専門用語を使って 解説できる。
熱力学の第二法則を 基礎として、熱機関 および冷凍機の基本 原理、エントロピーの 概念についてい学ぶ	演習問題で述べられ ている事項をモデル 化して、適切な関係 式や基本法則を使っ て、数値解を導出で きる。	モデル化した内容に ついて、適切な文字 を使って、基本法則 を当てはめることが できる。	教科書に述べられて いる事項や専門用語 を説明きる。
熱流体機器の開発， 設計，保守に関連す る応用問題を解くこと ができる．	実用機器をモデル化 して、適切な関係式 や基本法則を使っ て、数値解を導出で きる	実用機器をモデル化 して、熱力学の基本 原理との関連を説明 できる。	実用機器をモデル化 できる。
専門用語を英語表記 するなど、語学力向 上を意識した専門修 得に努める。	英語で記述された演 習問題等に対して、 内容をモデル化し て、数値解を導出で きる。	英語で記述された内 容を辞書を使って解 釈できる	学習した専門用語を 英語表記できる

教育方法等

概要:

教科書の内容に沿って学習し、演習問題により学習内容の理解度を高めていく。
熱流体機器の開発，設計，保守に関連する応用問題を取り入れて解説する．
流体工学(4年，通年)との関連性を考慮しながら授業を進める．
プリントを適宜配布するので，学習ノートや試験問題と合わせて保管すること．

授業の進め方・方法:

注意点:

授業の属性・履修上の区分

ICT 利用

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	熱力学の意義	熱力学の重要性や歴史的な背景を説明できる
		2週	熱力学の基本概念	系，エネルギーの形態を説明できる
		3週	熱力学の０法則	温度と熱平衡を説明でき，熱平衡状態を計算で示すことができる
		4週	熱力学の第１法則（その１）	閉じた系の第１法則を説明し，関連する問題を解くことができる
		5週	熱力学の第１法則（その２）	閉じた系の熱力学の第１法則についての問題を適切に説くことができる
		6週	熱力学の第１法則（その３）	熱力学的平衡，準静的過程，可逆過程および不可逆過程について説明できる
		7週	熱力学の第１法則（その４）	開いた系の第１法則を説明し，関連する問題を解くことができる
		8週	前学期中間試験	第１週から第７週で学んだ内容について６０％以上の理解があることを示すことができる
	2ndQ
		9週	理想気体における熱力学の第１法則（その１）	理想気体の準静的過程(等温，等圧過程)について説明できる
		10週	理想気体における熱力学の第１法則（その２）	理想気体の準静的過程(等温，等圧過程)について，関連する問題を解くことができる
		11週	理想気体における熱力学の第１法則（その３）	理想気体の準静的過程(等積，断熱，ポリトロープ過程)について説明できる
		12週	理想気体における熱力学の第１法則（その４）	理想気体の準静的過程(等積，断熱，ポリトロープ過程)について，関連する問題を解くことができる
		13週	熱力学の第２法則（その１）	熱力学の第２法則について説明できる．第１種永久機関，第２種永久機関について説明できる
		14週	熱力学の第２法則（その２）	ヒートポンプ，冷凍機，カルノーサイクルについて説明できる
		15週	熱力学の第２法則（その３）	エントロピーについて説明でき，関連する問題を解くことができる
		16週	前学期期末試験	第９週から第１５週で学んだ内容について６０％以上の理解があることを示すことができる
後期
	3rdQ
		1週	ガスサイクル（その１）	熱機関とサイクルについて説明できる． オットーサイクルについて説明できる
		2週	ガスサイクル（その２）	ディーゼルサイクル，サバテサイクル，ブレイトンサイクルについて説明できる
		3週	ガスサイクル（その３）	オットーサイクル，ディーゼルサイクルについて関連する問題を解くことができる
		4週	ガスサイクル（その４）	サバテサイクル，ブレイトンサイクルについて関連する問題を解くことができる
		5週	蒸気サイクル（その１）	相平衡と状態変換について説明できる
		6週	蒸気サイクル（その２）	ランキンサイクルについて説明でき，熱効率を求めることができる
		7週	蒸気サイクル（その３）	ランキンサイクルについて，関連する問題を解くことができる
		8週	後学期中間試験	第１週から第７週で学んだ内容について６０％以上の理解があることを示すことができる
	4thQ
		9週	エネルギーの有効利用とエクセルギー（その１）	エクセルギーの定義を説明できる
		10週	エネルギーの有効利用とエクセルギー（その２）	エクセルギーに関連した問題を解くことができる
		11週	伝熱工学（その１）	熱の輸送方式について説明できる
		12週	伝熱工学（その２）	伝導伝熱について説明でき，フーリエの法則を導出できる
		13週	伝熱工学（その３）	対流熱伝達について説明でき，熱伝達率の定義を説明できる
		14週	伝熱工学（その４）	ふく射伝熱について説明できる
		15週	伝熱工学（その５）	伝導伝熱，対流熱伝達，ふく射伝熱について，関連する問題を解くことができる
		16週	後学期期末試験	伝熱工学に関する内容について６０％以上の理解があることを示すことができる

評価割合

	試験	小テスト	レポート	態度	ポートフォリオ	その他	合計
総合評価割合	80	0	20	0	0	0	100
基礎的能力	60	0	10	0	0	0	70
応用力（実践・専門・融合）	20	0	10	0	0	0	30
主体的・継続的学修意欲	0	0	0	0	0	0	0