|
授業の目標
|
|
|
熱力学は、熱と仕事(エネルギー)の変換、熱の移動と物質の状態変化を、温度・圧力・体積などの巨視的な性質(熱力学量)で記述する学問であり、自動車や航空機などの輸送機械、発電所などの動力プラントのエネルギー機器・システム、熱・流体機械の設計に不可欠である。熱力学Ⅱでは熱力学の一般関係式、化学反応と燃焼、ガスサイクル、蒸気サイクル、冷凍サイクルと空気調和について学習する。これらの基礎的概念を十分に理解して理論的な推論が出来る能力を身に付けると同時に、数学的手法を用いて基礎的な問題を解く能力を修得し、さらに熱力学の応用について理解する事を目標とする。
|
|
|
|
到達目標
|
|
(1) 熱力学の一般関係式を用いて、各種状態量の変化を定量的に評価することができる。
(2) 化学反応により発生する熱量を定量的に評価することができる。
(3) ガスサイクル、蒸気サイクル、冷凍サイクルの熱効率を定量的に評価することができる。
|
|
|
|
身につく能力
|
|
＜全学ディプロマ・ポリシー＞
○【知識・理解・技術】
１．各専門分野の知識・技術を習得し、活用する力を身につけている
【教養・基礎的能力】
２．幅広い教養と、外国語能力、情報活用能力、コミュニケーション能力などの基礎的能力を身につけている
【態度・志向性】
３．多様な価値観を有する人々と倫理観・責任感をもって協働することができる
【態度・志向性】
４．時代の変化に主体的に対応するため継続的に学び、自律的に行動することができる
【問題発見・解決能力】
５．専門の知識・技術及び基礎的能力を統合し活用して、問題を発見し解決する能力を身につけている
【ｸﾞﾛｰｶﾙ・創造的思考力】
６．地域的・国際的視点をあわせもち、また、新たな価値を想像する力を身につけている
|
|
|
授業の概要
|
|
|
本授業では、重要な法則や数式の成り立ちを中心に説明する。さらに理解を深めるため演習問題を課す。また授業は熱力学Ⅰの内容を修得していること、および予習を前提とする。
|
|
|
|
授業の計画
|
|
第１週 基礎的事項(熱力学Ⅰの復習)
第２週 熱力学の一般関係式(1)
熱力学の一般関係式、エネルギー式から導かれる一般関係式、比熱に関する一般関係式
第３週 熱力学の一般関係式(2)
内部エネルギーとエンタルピーの般関係式、ジュール・トムソン効果、相平衡とクラペイロン・クラジウスの式
第４週 化学反応と燃焼(1)
化学反応・燃焼と環境問題、化学反応とエネルギー変換
第５週 化学反応と燃焼(2)
化学平衡
第６週 化学反応と燃焼(3)
燃焼
第７週 ガスサイクル(1)
熱機関とサイクル、ピストンエンジンのサイクル(オットーサイクル、ディーゼルサイクル)
第８週 ガスサイクル(2)
ピストンエンジンのサイクル(サバテサイクル、ピストンエンジンの燃焼解析、スターリングサイクル)
第９週 ガスサイクル(3)
ガスタービンエンジンのサイクル、ガス冷凍サイクル
第10週 ガスサイクル(4)
ガスサイクルに関する演習
第11週 蒸気サイクル(1)
蒸気の状態変化、相平衡とクラペイロン・クラジウスの式
第12週 蒸気サイクル(2)
実在気体の状態方程式、蒸気原動機サイクル
第13週 冷凍サイクルと空気調和(1)
冷凍の発生、動作係数、逆カルノーサイクル
第14週 冷凍サイクルと空気調和(2)
各種冷凍サイクル、空気調和
第15週 総合演習
第16週 定期試験
|
|
|
|
授業時間外学修の指示
|
|
・事前学修
毎回授業の最後に次回の授業で扱うテキストの頁を伝えるので、事前に熟読し、疑問点などを整理しておくこと。授業は予習前提で進める。
・事後学修
毎回受講後に授業のポイント･重要事項を自分の言葉でまとめるとともに、教科書の演習問題や出題された演習課題等に取り組むこと。
|
|
|
|
成績評価の方法
|
|
|
定期試験を60%、演習問題を40%として評価する。また出席率が2/3未満の者には、再試験の受験を認めない。
|
|
|
|
テキスト・参考書等
|
|
|
テキスト：日本機械学会編 『JSMEテキストシリーズ 熱力学 第2版』 丸善出版 税抜2,500円 ISBN 978-4-88898-332-7
|
|
|
|
履修上の留意点
|
|
・熱力学Ⅰ、物理学Ⅰ、解析学Ⅰ・Ⅱの内容を良く復習しておくこと。
・物理学Ⅱを受講していることが望ましい。
|
|
|
|
資料
|
|
|
|
|
備考
|
|
|