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科目の基本情報

開講年度 2017 年度
開講区分 工学部物理工学科 ・専門教育
受講対象学生 学部(学士課程) : 3年次
選択・必修 選択
授業科目名 工業熱力学
こうぎょうねつりきがく
Thermodynamics Engineering
単位数 2 単位
他学部・他研究科からの受講
市民開放授業 市民開放授業ではない
開講学期

後期

開講時間 木曜日 7, 8時限
開講場所 19番教室

担当教員 鬼頭 みずき(非常勤講師)

KITO, Mizuki

TAの情報

学習の目的と方法

授業の概要 理想気体の状態変化および熱力学の第一法則,熱力学第二法則,カルノーサイクル,エントロピーの概念について説明する.また,エネルギーの有効利用に関する基礎知識として,代表的な熱機関の熱効率や仕事について計算できるよう指導する.
学習の目的 熱力学は産業革命を推し進めた熱機関を理論的に体系づけることから生まれた学問である.経験上の事実(例えば,熱は高温物体から低温物体へ移る,同温の二つ物体間では熱の移動はない,低温物体から高温物体への熱の移動はないなど)を理論的に体系づけた熱力学の法則や内燃機関,蒸気サイクルについての知識を習得し,基礎理解に基づいて応用する能力を養う.
学習の到達目標 熱力学は熱エネルギーの変化や転換を問題とする物理学に基づいているので,これを理解するためには,式の変化を追跡,理解するだけでなく,式に表される諸量の物理的意味や適応限界を念頭におきながら熱に関する諸現象を理解し,自由に計算できる.
ディプロマ・ポリシー
○ 学科・コース等の教育目標
○ JABEE 関連項目

○ 全学の教育目標
感じる力
  •  感性
  •  共感
  •  倫理観
  •  モチベーション
  •  主体的学習力
  •  心身の健康に対する意識
考える力
  •  幅広い教養
  • ○専門知識・技術
  • ○論理的思考力
  •  課題探求力
  •  問題解決力
  •  批判的思考力
コミュニケーション力
  •  情報受発信力
  •  討論・対話力
  •  指導力・協調性
  •  社会人としての態度
  •  実践外国語力
生きる力
  •  感じる力、考える力、コミュニケーション力を総合した力

授業の方法 講義

授業の特徴

教科書 工業熱力学入門(山本・江頭,森北出版)
参考書 JSMEテキストシリーズ 熱力学(日本機械学会,丸善出版)
成績評価方法と基準 各授業内の課題演習のレポート・小テストを20%,期末試験を80%として成績を評価する.成績評価において60点以上を取得することを合格基準とする.
オフィスアワー
受講要件
予め履修が望ましい科目 力学
発展科目
授業改善への工夫
その他

授業計画

キーワード 熱力学の第一法則,第二法則,エネルギー,熱機関,熱効率,サイクル,仕事
Key Word(s) The first and second laws of thermodynamics, Energy, Heat engines, Thermal efficiency, Cycle, Work
学習内容 第1回:工業熱力学の基礎的事項
第2回:第3回:熱力学の第一法則
第4回:第5回:気体の熱的性質と状態変化
第6回:理想気体の状態変化
第7回:熱力学の第二法則
第8回:カルノーサイクル,逆カルノーサイクル
第9回:クラジウスの方程式,エントロピー
第10回:熱機関とサイクル
第11回:第12回:ガスサイクル
第13回:第14回:蒸気の熱的性質
第15回:蒸気サイクル
第16回:定期試験
学習課題(予習・復習) 原則毎回演習問題を解き,解答を提出する,あるいは小テストを行うこともある.教科書の例題や演習問題を解き,十分な予習・復習を行うこと.
第1回:熱・温度関連の基礎事項
第2回:第3回:エネルギー保存,仕事量の算出
第4回:第5回 :理想気体の状態方程式の定義,比熱の関係式
第6回:理想気体の状態変化(等圧,等容,等温,断熱,ポリトロープ変化)
第7回:第二法則,可逆過程と不可逆過程
第8回:理想気体によるカルノーサイクル
第9回:エントロピー,エクセルギー,自由エネルギー
第10回:熱機関,成績係数
第11回:第12回:ガスサイクル概要,熱効率計算
第13回:第14回:蒸気の熱的状態量,蒸気表,蒸気線図
第15回:ランキンサイクル,熱効率計算
第16回:定期試験
専門用語の要約,熱サイクルの各種熱効率の計算(P-v線図,T-s線図,h-s線図との関係を利用した),熱力学の一般関係式の誘導,仕事,熱量,エントロピー,エンタルピーの具体的数値計算
ナンバリングコード(試行)

※最初の2文字は開講主体、続く4文字は分野、最後の数字は開講レベルを表します。 ナンバリングコード一覧表はこちら


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