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科目の基本情報

開講年度 2017 年度
開講区分 工学部機械工学科 ・専門教育
受講対象学生 学部(学士課程) : 2年次
工学部機械工学科
選択・必修 必修
授業科目名 工業熱力学及び演習
こうぎょうねつりきがくおよびえんしゅう
Engineering Thermodynamics and Exercises
単位数 2.5 単位
他学部・他研究科からの受講
自専攻の学生のみ受講可
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 2, 3, 4時限
開講場所 工学部内

担当教員 丸山 直樹(工学研究科機械工学専攻)

MARUYAMA, Naoki

学習の目的と方法

授業の概要  工業熱力学は,機械工学におけるいわゆる4力学の1つとして基礎となる重要な科目であり,伝熱,燃焼,エンジン,タービン,冷凍,空調といった熱工学の基本となるものである.「工業」という言葉は,限られたエネルギー資源から得た熱エネルギーを無駄なく有効仕事へ変換するという意味を持っている.
 講義は,工業熱力学の社会的背景と講義の意義から始め,熱エネルギーの本質と熱現象を支配する各法則について詳述し,その後,混合気体へと進む.これら講義に多数の演習と解説を交えて理解すると共に,応用力が身に付くことを主眼として進める.
学習の目的  機械工学専攻生として,熱工学,熱エネルギー変換に関する基盤知識を身につけると共に,関連課題を解決できるようになる.
学習の到達目標  工業熱力学の基本問題ならびに応用問題に対して,現象をイメージでき,問題解決に至る考え方を修得できるようになることを目的とする.
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 演習

授業の特徴 能動的要素を加えた授業

教科書 ・「熱エネルギーシステム(第2版)」(加藤編著,共立出版)
・演習は自作プリント配布
参考書 ・「工業熱力学 基礎編」(「工業熱力学 応用編」(谷下市松 著,裳華房) など,関連書籍は多数ある.
成績評価方法と基準  出席は必要条件であり,8割以上出席した人を単位認定の対象とする.評価は,演習,中間試験,定期試験の合計100点で行う.合格点を60点とし,合計点数/10を四捨五入して最終成績とする.最終成績6以上を合格とする.
オフィスアワー  授業終了後に講義室ならびに機械創成棟3階 丸山教員室(2311室)にて対応.電子メールによる受け付けは随時可.
受講要件  特にない.
予め履修が望ましい科目  本授業では,微分,積分を多数用いる.物理学に加えて入門数学演習,工業数学Ⅰ及び演習,工業数学Ⅱ及び演習,工業数学Ⅲなどを修得しておくことが望ましい.
発展科目  エネルギー変換工学Ⅰ・Ⅱ,機械設計製図Ⅱ(ディーゼルエンジンの設計)など.
授業改善への工夫  図を多用し,言葉に加えて状況をイメージできるように努めている.工業熱力学では,問題解答の際にいくつかの基礎式を用いる.問題解決に至る考え方を重視して授業を進めている.
 講義では,授業の後半で例題を解くことにより,講義内容とその適用方法について理解できるようにしている.
その他  演習には,事前に十分な予習が必要となる.講義の初回に,授業の進め方と受講に際しての注意点を説明する.

授業計画

キーワード 熱力学第1法則,熱力学第2法則,状態方程式,カルノーサイクル,エンタルピー,エントロピー,混合気体
Key Word(s) The first law of thermoadynamics, The second law of thermoadynamics, Ideal gas, Equation of state, Carnot cycle, Enthalpy, Entropy, Mixture gas
学習内容  授業の初回に授業内容の詳細とスケジュールについて説明するが,概要は以下の通り.
 8回の講義に,講義に基づく5回の演習と中間試験を組み込んで,計15回の授業を行う.

第1回 講義の意義.エネルギーとその形態
第2回 熱エネルギーのミクロシステム
第3回 エネルギーのマクロシステム,熱力学第1法則(閉じた系)
第4回 熱力学第1法則(閉じた系)
第5回 演習1
第6回 エネルギーのマクロシステム,熱力学第1法則(開いた系)
第7回 演習2
第8回 中間試験
第9回 中間試験解説
第10回 エネルギーのマクロシステム,理想気体の性質とプロセス
第11回 演習3
第12回 熱エネルギーの有効利用,熱力学第2法則,カルノーサイクル,エントロピー
第13回 演習4
第14回 混合気体と湿り空気
第15回 演習5
第16回 定期試験
学習課題(予習・復習)  講義の後に試験形式の演習を取り入れ,中間試験も設けている.これらへの十分な予習を要する.
ナンバリングコード(試行) EN-ENGY-2

※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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