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科目の基本情報

開講年度	2021 年度
開講区分	工学部機械工学科／総合工学科機械工学コース・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コース
選択・必修	必修
授業科目名	工業熱力学
	こうぎょうねつりきがく
	Engineering Thermodynamics
単位数	2 単位
ナンバリングコード	EN-ENGY-2

開放科目	非開放科目
開講学期	前期
開講時間	木曜日 2, 3時限木曜日4時限に開講される「流体工学基礎・工業熱力学演習」と連携して開講されるので，開講時限に注意する．
授業形態	ハイブリッド授業 * 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい「オンライン授業」・・・オンライン会議ツール等を利用して実施する同時双方向型の授業「ハイブリッド授業」・・・「対面授業」と「オンライン授業」を併用した授業「オンデマンド授業」・・・動画コンテンツの配信等によって実施する授業
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）
担当教員	MARUYAMA Naoki
SDGsの目標
連絡事項	* 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい

学修の目的と方法

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礎となるものである．「工業熱力学」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．また，講義の理解を深めるため，「流体工学基礎・工業熱力学演習」において多数の演習を行い，応用力が身に付くことを主眼として進める．
学修の目的	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となる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．
学修の到達目標	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　個性に輝く技術者となるために、自らの短所を補い、長所を伸ばそうとする意欲と姿勢を持っている。【関心・意欲】【態度】　社会性・国際性・倫理観：社会的・国際的に広い視野、先見性、倫理観を持つために、科学技術の果たす歴史的・社会的役割を理解している。【態度】　コミュニケーション能力：自らの考えを日本語や英語で科学的・論理的に説明し、コミュニケーションすることができる。【技能・表現】 ○工学基礎：工学の礎となる数学、自然科学、情報技術に関する基礎知識を持っており、これを使って議論できる。【知識・理解】 ○機械工学専門：材料と構造、運動と振動、エネルギーと流れ、情報と計測・制御、設計と生産、機械とシステムなどの機械工学の主要専門分野に関する基礎知識を持ち、これを応用することができる。【知識・理解】　デザイン能力・創造性：社会の要求をとらえたモノづくりのための創造力と設計技術の基礎を修得している。【思考・判断】 ○実践的能力：機械の専門分野とともに、産業の環境負荷や生態系への影響、環境と人間に調和する機械の知能化など、環境-人間-機械の関係を総体的にとらえて、科学技術を応用することができる。【思考・判断】　自主性：地球の将来を見据えて、自ら課題を設定し、計画・実行することができる。【関心・意欲】 ○ 全学の教育目標感じる力　感性　共感 ○主体性考える力 ○幅広い教養 ○専門知識・技術 ○論理的・批判的思考力コミュニケーション力　表現力(発表・討論・対話) 　リーダーシップ・フォロワーシップ　実践外国語力生きる力 ○問題発見解決力　心身・健康に対する意識　社会人としての態度・倫理観 ○ JABEE 関連項目
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，中間試験，定期試験および連携して開講される「流体工学基礎・工業熱力学演習」の演習点の合計100点で行う．合格点を60点とし，合計点数／10を切り捨てて最終成績とする．9.5以上を評価10とする．最終成績６以上を合格とする．本授業の評価は，「流体工学基礎・工業熱力学演習」の工業熱力学演習の評価にも該当する．
授業の方法	講義演習
授業の特徴	PBL 特色ある教育その他、能動的要素を加えた授業（ミニッツペーパー、シャトルカードなど）英語を用いた教育
授業改善の工夫	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，問題解決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，前回の復習と当日の予習から始め，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．
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．
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．物理学に加えて数学科目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．
その他	演習には，事前に十分な学習が必要となる．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

MoodleのコースURL

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
学修内容	本授業と「流体工学基礎・工業熱力学演習」を併せて開講する．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．１０回の講義と，講義に基づく５回の演習と中間試験から構成され，計１５回行う．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１第３回　熱エネルギーのミクロシステム２第４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５回　熱力学第１法則（閉じた系）第６回　演習１第７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８回　演習２第９回　中間試験と解説第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
事前・事後学修の内容	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．これらへの十分な学習を要する．
事前・事後学修の内容	事前学修の時間:180分/回　　　事後学修の時間:60分/回