科目コード | 科 目 名 | 学年 | 単位・時間 | 科目区分 | 授業形態 | 学修単位 | |||||||||||||
2086 | 熱力学:Thermodynamics | 4M | 2・100分 | 必修 | 講義・通年 | ○ | |||||||||||||
教 員 名 | 城戸 秀樹:KIDO Hideki | ||||||||||||||||||
授業概要 | 熱力学は機械工学の重要な科目の一つであり、科学技術の広い分野で欠くことのできないものである。 本講義では、熱力学の概念を説明し、熱力学の第一法則、理想気体、第二法則等について講義する。 節毎に演習を行うことで理解を深めさせる。 |
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到 達 目 標 | 評 価 方 法 | ||||||||||||||||||
(1)熱力学の基礎を説明できる。 (2)理想気体のエンタルピやエントロピ等の状態量の計算ができる。 |
@中間試験(40%)、A期末試験(40%)、B演習(20%)により評価する。 | ||||||||||||||||||
学習・教育目標 | (E)@ | JABEE基準1(1) | (d)−(1)−C | ||||||||||||||||
授 業 計 画 | 回 | 項 目 | 内 容 | 授 業 計 画 | 回 | 項 目 | 内 容 | ||||||||||||
熱力学の目的・意義、温度 | 熱力学の基本的な意味や必要性について説明する。温度とは何かについて説明する。 | サイクル | サイクル、熱機関、冷凍機などについて説明する。 | ||||||||||||||||
第1 | 第16 | ||||||||||||||||||
熱と比熱、単位 | 熱と比熱、熱力学に使われる単位について説明する。 | 熱力学の第二法則 | 熱力学の第二法則について説明する。 | ||||||||||||||||
第2 | 第17 | ||||||||||||||||||
熱力学の第一法則 | 熱力学の第一法則について説明する。 | カルノーサイクル | カルノーサイクルについて説明する。 | ||||||||||||||||
第3 | 第18 | ||||||||||||||||||
内部エネルギーとエンタルピ | 状態量である内部エネルギーとエンタルピについて説明する。 | クラウジウスの不等式 | クラウジウスの不等式について説明する。 | ||||||||||||||||
第4 | 第19 | ||||||||||||||||||
仕事 | 仕事(絶対仕事、工業仕事)について説明する。 | エントロピの導入 | 状態量であるエントロピを導入する。 | ||||||||||||||||
第5 | 第20 | ||||||||||||||||||
閉じた系の熱力学第一法則 | 閉じた系における熱力学の第一法則について説明する。 | T−S線図 | 縦軸に温度、横軸にエントロピをとった線図について説明する。 | ||||||||||||||||
第6 | 第21 | ||||||||||||||||||
開いた系の熱力学第一法則 | 開いた系における熱力学の第一法則について説明する。 | 可逆過程、不可逆過程のエントロピ | 可逆過程、不可逆過程のエントロピ変化について説明する。 | ||||||||||||||||
第7 | 第22 | ||||||||||||||||||
中間まとめ | 中間まとめとして試験を実施する。 | 中間まとめ | 中間まとめとして試験を実施する。 | ||||||||||||||||
第8 | 第23 | ||||||||||||||||||
理想気体の状態式 | 理想気体とその状態式について説明する。 | ヘルムホルツ関数とギブス関数 | ヘルムホルツ関数、ギブス関数について説明する。 | ||||||||||||||||
第9 | 第24 | ||||||||||||||||||
理想気体の比熱 | 理想気体の比熱、定容比熱、定圧比熱について説明する。 | 有効エネルギーと最大仕事 | 有効エネルギー、最大仕事について説明する。 | ||||||||||||||||
第10 | 第25 | ||||||||||||||||||
理想気体の内部エネルギーとエンタルピ | 理想気体の内部エネルギー、エンタルピについて説明する。 | オットーサイクル | オットーサイクルについて説明する。 | ||||||||||||||||
第11 | 第26 | ||||||||||||||||||
理想気体の状態変化@ | 理想気体の等圧変化、等容変化について仕事や熱量の求め方を説明する。 | ディーゼルサイクル | ディーゼルサイクルについて説明する。 | ||||||||||||||||
第12 | 第27 | ||||||||||||||||||
理想気体の状態変化A | 理想気体の等温変化、断熱変化、ポリトロープ変化について仕事や熱量の求め方を説明する。 | サバテサイクル | サバテサイクルについて説明する。 | ||||||||||||||||
第13 | 第28 | ||||||||||||||||||
理想気体の混合@ | ダルトンの法則について説明する。 | ブレイトンサイクル | ブレイトンサイクルについて説明する。 | ||||||||||||||||
第14 | 第29 | ||||||||||||||||||
理想気体の混合A | 混合ガスの物性値について説明する。 | まとめ | 全体の学習事項のまとめを行う。また授業評価アンケートを行う。 | ||||||||||||||||
第15 | 第30 | ||||||||||||||||||
関連科目 | 熱機関、伝熱工学 | ||||||||||||||||||
教 科 書 | 工業熱力学(岐美格、奥野純平、牧野州秀共著・森北出版) | ||||||||||||||||||
参 考 書 | |||||||||||||||||||
授業評価・理解度 | 最終回に授業評価アンケートを行う。 | ||||||||||||||||||
副担当教員 | |||||||||||||||||||
備 考 |