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| 開講年度 | 2020 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 |
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| 選択・必修 | 選択 |
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| 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 | |
| ナンバリングコード | EN-MECH-2
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| 開放科目 | 非開放科目 | |
| 開講学期 |
後期 |
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| 開講時間 |
火曜日 7, 8時限 |
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| 開講場所 | ||
| 担当教員 | 鬼頭 みずき(非常勤講師) | |
| KITO, Mizuki | ||
| SDGsの目標 |
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| 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ともに，熱力学に関する話題を提供する． |
|---|---|
| 学修の目的 | 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．各種エネルギー機器の性能を理解したり設計したりする下地を作るために，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． |
| 学修の到達目標 | 熱エネルギーの変化や転換を問題とする物理学に基づく熱力学の法則，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説明することができ，関係する計算が自由にできる． |
| ディプロマ・ポリシー |
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| 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． |
| 授業の方法 | 講義 |
| 授業の特徴 | |
| 授業改善の工夫 | |
| 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） |
| オフィスアワー | |
| 受講要件 | |
| 予め履修が望ましい科目 | 力学，微分積分 |
| 発展科目 | |
| その他 |
| MoodleのコースURL |
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| 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 |
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| Key Word(s) | The first and second laws of thermodynamics, Energy, Heat engines, Thermal efficiency, Cycle, Work |
| 学修内容 | 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 |
| 事前・事後学修の内容 | 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計算を含む），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 |