熱力学及び演習(基礎熱力学及び演習)のシラバス情報

科目名称
Course title(Japanese)
熱力学及び演習(基礎熱力学及び演習) 科目番号
Course number
45BATHE201
科目名称(英語)
Course title(English)
Thermodynamics
授業名称
Class name
熱力学及び演習(基礎熱力学及び演習)
教員名 元祐 昌廣,後藤田 浩,市川 賀康
Instructor Masahiro Motosuke, Hiroshi Gotoda, Yoshiyasu Ichikawa
開講年度学期 2022年度 後期
Year/Semester 2nd Semester, 2022
曜日時限 水曜2限 木曜3限
Class hours Wednesday 2nd Period, Thursday 3rd Period
開講学科
Department
工学部 機械工学科
Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering
外国語のみの科目
(使用言語)
Course in only foreign
languages (languages)
-
単位
Course credit
2.0 授業の主な実施形態
Main class format
対面授業
On-site class
概要
Descriptions
熱力学は,主に熱エネルギーと機械エネルギーの変換を扱う学問で,自然現象の理解やエネルギー機器の設計など,機械工学の基礎を担う重要科目のひとつである.本授業では,高校物理の熱力学とは少し異なる工学としての熱力学の基本的概念から,基礎的なシステムの熱力学的な解析・考察について身につける.
This class covers the basic principles of thermodynamics, including thermodynamic properties, energy and mass conservation, entropy and the second law. Second-law analysis of thermodynamic systems, gas cycles, vapor cycles are also involved.
目的
Objectives
本講義を通じて,熱と仕事の等価性及びその利用について具体的なイメージを持てるようになることを目指す.また,演習を通じて講義で習得した基本的概念・法則を活用し,定量的な理解を深めることを目的とする.
到達目標
Outcomes
熱力学の理解に必要な各種物理量の概念と基礎を理解し,熱力学の基礎法則および状態式の概念を把握した上で,熱機関や各種熱力学的過程において諸量や効率を定量的に求めることができるようになる.
履修上の注意
Course notes prerequisites
熱・エネルギー関連科目の基礎となる科目なので,講義と演習に毎回出席し,理解していくことが望ましい.
アクティブ・ラーニング科目
Teaching type(Active Learning)
課題に対する作文
Essay
- 小テストの実施
Quiz type test
ディベート・ディスカッション
Debate/Discussion
- グループワーク
Group work
-
プレゼンテーション
Presentation
- 反転授業
Flipped classroom
-
その他(自由記述)
Other(Describe)
-
準備学習・復習
Preparation and review
毎週,30分程度の予習・復習を行うことが望ましい.
成績評価方法
Performance grading
policy
到達度評価80%,演習点20%の比率で総合的に評価する.
学修成果の評価
Evaluation of academic
achievement
・S:到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A:到達目標を十分に達成している
・B:到達目標を達成している
・C:到達目標を最低限達成している
・D:到達目標を達成していない
・-:学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S:Achieved outcomes, excellent result
・A:Achieved outcomes, good result
・B:Achieved outcomes
・C:Minimally achieved outcomes
・D:Did not achieve outcomes
・-:Failed to meet even the minimal requirements for evaluation
教科書
Textbooks/Readings
・教科書を使用する場合は、MyKiTS(教科書販売サイト)から検索・購入可能ですので以下のURLにアクセスしてください。
https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/
 
・Search and purchase the necessary textbooks from MyKiTS (textbook sales site) with the link below.
https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/
参考書・その他資料
Reference and other materials
必要な資料はLETUS経由で配布します.
また,以下の書籍にも内容が簡潔にまとめられているので自習用に良いと思います.
理工系の基礎「機械工学」,丸善
授業計画
Class plan
【講義】
1. 熱とエネルギーの基礎概念
 熱力学を学ぶ意義について理解し,重要な諸量と単位について扱えるようになる.
2. 温度と熱平衡
 熱力学を学ぶ上で必須となる熱平衡の概念,並びに温度との関わりを理解する.
3. 熱力学の第1法則(閉じた系)
 熱と仕事の関係性を理解する上で重要な熱力学の第1法則を理解し,準静的過程の概念を学ぶ.
4. 熱力学の第1法則(開いた系)
 物質の流入出が行われる開いた系における熱力学の第1法則を学び,エンタルピーについて理解する.
5. 理想気体と状態式
 熱機関を理解する基礎となる理想気体とその状態式について理解する.
6. 理想気体の状態変化
 理想気体の各種状態変化における状態量の変化について理解を深め,熱機関での熱・仕事の授受を把握できるようになる.
7. 可逆過程と不可逆過程
 熱機関を取り扱う上で必要となる概念である可逆過程・不可逆過程について理解する.
8. 熱力学の第2法則
 熱と仕事の変換を定量的に把握するために熱力学の第2法則について理解し,理想的熱機関であるカルノーサイクルを学ぶ.
9. エントロピー,エクセルギーと自由エネルギー
 エネルギーの質を規定するエントロピーの概念とエネルギー問題を考える上で必要な概念であるエクセルギーや自由エネルギーについて理解する.
10. 実在気体の性質
 相変化を伴う物質の性質について理解し,蒸気表を使えるようになる.
11. 実在気体の状態変化
 蒸気の状態変化における諸量の変化について学ぶ.
12. 熱力学の一般関係式
 各種状態量の間に成立する一般関係式について学ぶことで,各種状態量の変換ができるようになる.
13. 各種基本サイクル
 エンジンやジェット,発電機など,産業で用いられる基本的なサイクルについて理解する.
14. 社会と熱力学
 我々が生活する社会での種々な問題について,熱力学的アプローチから考察する方法を理解する.
15. 総括
 これまで学んできた事項について復習し,熱と仕事の関係性についての総合的な理解を深める.

【演習】
以下に示すように,各講義の内容に関する演習を通じて,講義で習得した内容の理解を深め,定量的に学ぶ.
1. 講義 1-2
2. 講義 3
3. 講義 4
4. 講義 5-6
5. 講義 7-9
6. 講義 10-11
7. 講義 12-14
教職課程
Teacher-training course
実務経験
Practical experience
-
教育用ソフトウェア
Educational software
-
備考
Remarks
994513V
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