開講学期 | 2009年度 後期 |
授業区分 | 週間授業 |
対象学科 | 機械航空創造系学科 |
対象学年 | 1年 |
必修・選択 | 必修 |
授業方法 | 講義 |
授業科目名 | 熱力学T |
単位数 | 2 |
担当教員 |
河合秀樹(取りまとめ:機械システム工学コース)、平井 伸治(材料工学コース)、湊 亮二郎(航空宇宙システム工学コース)、吹場活佳(航空宇宙システム工学コース) 2009年度は機械システム工学コースが主担当で授業を進めます. |
教員室番号 | 河合:B219 |
連絡先(Tel) | 河合(0143-46-5304) |
連絡先(E-mail) |
河合:hdkawai0アットマークmmm.muroran-it.ac.jp アットマークは@に変更して入力してください。 |
オフィスアワー | 河合:木曜日13:00〜15:00 |
授業のねらい | 熱エネルギを消費して動力を連続して発生する熱機関や動力を消費して熱を除去する冷凍機関は、作動流体の状態変化を組み合わせた周期的な変化(サイクル)によって運転される。作動流体の状態量(圧力,温度,密度,エンタルピ,エントロピ等)の変化や機関に出入りする熱量,仕事量を熱力学第一法則と第二法則を利用して計算する手法を学ぶ。またサイクルの熱効率、冷凍効率の基本概念を理解する. |
到達度目標 |
(1)熱力学第一法則が理解できる。(知識力) (2)系に出入りする熱量、仕事量が計算出来る。(計算力) (3)状態量とそうでない量が理解できる。(知識力) (4)熱力学第二法則が理解できる。(論理力、知識力) (5)理想気体の各種状態変化に伴う熱量、仕事量および内部エネルギ・エンタルピ・エントロピの変化量を計算できる。(知識力、計算力) |
授業計画 |
1)熱力学とは.使用する物理量と単位 (教科書pp.1-6) 2)温度、比熱、熱量(顕熱、潜熱)、閉じた系,開いた系、孤立系 (pp.6-13) 3)熱量、仕事、 熱力学第一法則(pp.15-23) 4)準静的変化と状態量(内部エネルギ).閉じた系における熱力学第一法則(pp.38-41) 5)開いた系のエネルギー式とエンタルピ(pp.23-25,27-31) 6)熱力学第一法則のまとめ 7)第二法則、可逆変化と不可逆変化.サイクル(pp.35-40) 8)第二法則、熱機関・冷凍機関サイクルの仕事、熱効率(pp.41- 49) 9)第二法則、カルノーサイクル(pp.41- 49) 10)第二法則、カルノーサイクル(pp.41- 49) 11)クロージウス積分とエントロピ(pp.53-59) 12)理想気体の状態方程式、ガス定数、比熱(pp.61-73) 13)理想気体の自由膨張(pp.74-76)及び 理想気体の状態変化1(pp.79-96) 14)理想気体の状態変化の計算1(pp.74-76,79-96) 15)理想気体の状態変化の計算2(pp.74-76,79-96) |
教科書 |
教科書:北山直方著「図解 熱力学の学び方」 |
参考書 |
#工業熱力学の基礎(基礎機械工学‐5)、斉藤 孟著、(株)サイエンス社 #熱力学(機械工学選書)、斉藤あきお、一宮浩市著、裳華房 |
教科書・参考書に関する備考 | 教材:副テキスト(配布資料:レジメと課題) |
成績評価方法 | 100点満点で60点以上を合格とする(再履修者も同じ)。 |
履修上の注意 |
1)副テキストの課題を必ず解答すること。 2)授業中及びオフィスアワー等でささいなことでも質問して、判らないままにしないこと。 3)授業の変更などは、授業中に通知する。 4)再試験は行わない。 5)不合格者は再履修すること。 |
教員メッセージ | 授業計画を参考に復習と予習を行うことが必要です。また配布テキストの課題に自分で取り組み具体的な数値を用いた計算に慣れること。従って、計算機(電卓)を用意しておくと便利です。この教科の理解には高等学校数学の簡単な微分、積分の知識が必要です。 |
学習・教育目標との対応 |
・機械システム工学コースの学習・教育目標との対応: (A)-3「物理などの自然科学に関する知識とそれらの応用能力」、 (A)-4「機械システム工学に関する知識とそれらを問題解決に応用できる能力」 ・材料工学コースの学習・教育目標との対応: (C) 「専門能力(数学、自然科学、情報技術に関する基礎知識を習得し、それらを材料工学の専門分野に応用できる能力」 ・航空宇宙システム工学コースの学習・教育目標との対応: 熱力学は、広範な航空宇宙推進工学における要素の中でも特に重要であり,その修得は必須である。 同時に熱力学が持つ抽象的な概念を理解することで、自然界の物理現象を鳥瞰する能力や,システム志向の科学技術をデザインする能力を養う. JABEEの学習・教育目標との関連: 【機械システム工学コース】 (d) 該当する分野の専門技術に関する知識とそれらを問題解決に応用できる能力 |
関連科目 | 今後の関連科目:熱力学II、熱機関(以上機械システム工学コース) |
備考 |