| 開講学期／Course Start | 2017年度／Academic Year 後期／Second |
|---|---|
| 開講曜限／Class period | 月 /Mon 1 , 月 /Mon 2 |
| 授業区分／Regular or Intensive | 週間授業 |
| 対象学科／Department | 機械航空創造系学科 |
| 対象学年／Year | 1年,2年,3年,4年 |
| 授業科目区分／Category | 教育課程 主専門教育科目 |
| 必修・選択／Mandatory or Elective | 必修 |
| 授業方法／Lecture or Seminar | 講義 |
| 授業科目名／Course Title | 熱力学Ⅰ／Thermodynamics Ⅰ |
| 単位数／Number of Credits | 2.0 |
| 担当教員名／Lecturer | 河合秀樹(機械航空創造系学科機械システム工学コース) |
| 時間割コード／Registration Code | C2507 |
| 連絡先／Contact | |
| オフィスアワー／Office hours |
| 更新日／Date of renewal | 2017/09/22 |
|---|---|
| 授業のねらい ／Learning Objectives |
機械航空創造系学科における熱力学関連科目は,如何にして熱を仕事に変換できるのかを論ずる工業熱力学分野と,物質の状態がどのようにして決定されるのかを論ずる化学熱力学分野に大別される．この熱力学Ⅰでは,両者に共通する基礎的事項を講義する．即ち, 1)熱力学の基礎事項（温度と状態量・単位系）, 2)熱力学第一法則, 3)理想気体の状態変化, 4)熱力学第二法則 の４つの事項である．これら４つの事項の理解が本講義のねらいである． |
| 到達度目標 ／Outcomes Measured By: |
(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 ／Course Schedule |
授業計画（総授業時間24時間） A) 熱力学とは 1週 熱平衡と温度,状態量,状態変化,SI単位系と他の単位系 2週 理想気体の状態方程式（内部エネルギー、定圧比熱、定容比熱等の定義） B) 熱力学第一法則 3週 仕事と熱,閉じた系のエネルギー式 4週 流動系のエネルギー式 5週 比熱（Meyerの式,比熱比,分子の自由度） C) 理想気体の状態変化 6週 理想気体の性質と可逆変化（等温変化,等圧変化,等容変化） 7週 理想気体の可逆変化（断熱変化,ポリトロープ変化） 8週 理想気体の不可逆変化（膨張・圧縮,絞り流れ,Joule-Thompson 効果） 9週 理想気体の混合気体 10週 熱力学第一法則と理想気体の状態変化のまとめ D) 熱力学第二法則 11週 サイクル（熱機関・冷凍機・ヒートポンプ）の効率,熱力学第二法則 12週 Carnotサイクル,熱力学的温度 13週 Clausius積分,エントロピー 14週 理想気体・固体・液体のエントロピー変化,エントロピーの原理とその工業的利用 15週 熱力学第二法則のまとめ 16週 定期試験 ・熱力学の学習には概念の理解が必要である。各自予習・復習を欠かさないこと。 |
| 教科書 ／Required Text |
工業熱力学 河野通方 [ほか] 監修 東京大学出版会 2004(ISBN:9784130628099) |
| 参考書等 ／Required Materials |
熱力学 = thermodynamics 日本機械学会著 日本機械学会 2002(ISBN:9784888981040)
図解熱力学の学び方 北山直方著 オーム社 1984(ISBN:4274085465) 例題でわかる工業熱力学 平田哲夫, 田中誠, 熊野寛之共著 森北出版 2008(ISBN:9784627673410) |
| 成績評価方法 ／Grading Guidelines |
到達度目標1～5に関しては,自己学習を促すため授業中に出した課題の理解度と,定期試験によって達成度を判断する．定期試験は100点満点中60点以上が合格である．ただし理解度によっては中間試験を課すことがある．この場合の重みづけは,中間試験を40%,定期試験を60%とする．課題等は各自解いた上,必ず提出すること． |
| 履修上の注意 ／Notices |
・４回以上の欠席で定期試験の受験資格は失う。 ・不合格者は再履修すること。 ・授業の変更などは授業中に通知する。 |
| 教員メッセージ ／Message from Lecturer |
授業計画を参考に復習と予習を行うことが必要です。熱力学の計算では,指数計算や対数計算が多く出てきますので,関数電卓を持参すること。 この教科の理解には高等学校数学の微分積分と力学の基礎の知識が必要です。 |
| 学習・教育目標との対応 ／Learning and Educational Policy |
・機械システム工学コースの学習・教育目標との対応： (C) 工学専門知識の修得 機械工学に関する専門知識を駆使して、工学システムにおける課題を解決できる。 エネルギー・環境、ものづくり、ロボットに関する技術的課題に挑むことができる。 ・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： B) 航空宇宙システム工学分野に必要な様々な知識,技術の習得 （航空宇宙工学基盤知識「専門分野の基礎と応用能力」を身につける） JABEEの学習・教育目標との関連： 基準１(2)の(c) 数学および自然科学に関する知識とそれらを応用する能力 |
| 関連科目 ／Related course |
関連科目表において，１年生の解析A，解析B，基礎物理A，基礎物理B，機械システム工学コース２年生の熱力学Ⅱ，３年生の伝熱工学，熱機関，航空宇宙システム工学コース２年生の燃焼工学，伝熱学，３年生のロケット工学，ジェットエンジン，材料工学コース２年生の材料物理化学A,材料物理化学B，３年生の材料精製学に関連する． 関連科目 [必要とする主要科目］ 解析A ,解析B, 基礎物理A，基礎物理B， ［今後、関連のある主要科目］ 機械システム工学コース ：熱力学Ⅱ、伝熱工学、熱機関 航空宇宙システム工学コース ：推進工学基礎理論、ロケット工学、ジェットエンジン、伝熱・燃焼工学 材料工学コース ：物理化学A, 物理化学B, 材料精製学 |
| No. | 回（日時） ／Time (date and time) |
主題と位置付け（担当） ／Subjects and instructor's position |
学習方法と内容 ／Methods and contents |
備考 ／Notes |
|---|---|---|---|---|
| 該当するデータはありません | ||||
|
Active learning 1-1 ／主体的学修（予復習，反転授業，小テスト，振り返り 等） |
|
|---|---|
|
Active learning 1-2 ／上記項目に係るALの度合い |
該当なし |
|
Active learning 2-1 ／対話的学修（グループ学習，協働，調査体験 等） |
|
|
Active learning 2-2 ／上記項目に係るALの度合い |
該当なし |
|
Active learning 3-1 ／深い学修（複数科目の知識の総合化や問題解決型学修 等） |
|
|
Active learning 3-2 ／上記項目に係るALの度合い |
該当なし |