シラバス情報
|
教員名 ： 田中 淳弥
|
開講年度
2025年度
開講学期
後期
科目名
工業熱力学I及演習
授業種別
講演
科目名（英語）
Engineering Thermodynamics I and Exercise
授業情報(授業コード・クラス・授業形態)
A1100480 工業熱力学I及演習 [A1]【07-12】[連続][対面]
担当教員
田中 淳弥
単位数
3.0単位
曜日時限
後期(3Q)(月曜2限、月曜3限)、後期(4Q)(月曜2限、月曜3限)
キャンパス
八王子
教室
04-201講義室
学位授与の方針
１ 基礎知識の修得 0%
２ 専門分野の知識・専門技術の修得 100% ３ 汎用的問題解決力の修得 0% ４ 道徳的態度と社会性の修得 0% 具体的な到達目標
理想気体の状態方程式と熱力学第１法則および第２法則を組み合わせて，熱や仕事，エンタルピーやエントロピーの変化量を定量的に計算できる能力の習得を目指す．併せて，それらの物理的概念の習得も目指す． 受講にあたっての前提条件
微分積分A, B, C, Dを履修しておくこと。
授業の方法とねらい
熱はエネルギーの一つの形である．熱力学は物質の圧力，容積および温度の変化(熱力学的過程)を述べる．そして，熱力学は，熱と仕事は相互に変換可能である（第１法則）が，自然界に何ら変化を残さず熱を継続的に仕事に変えることは実現不可能である（第２法則）ことを与える．熱と仕事およびそれらの変換に関して扱い，熱力学理論の工学的応用(熱エネルギーから機械的エネルギーの生産)を理解することを目的とする．
理想気体の状態方程式と熱力学第１法則および第２法則を組み合わせて，熱や仕事，エンタルピーやエントロピーの変化量を定量的に計算できる能力の習得を目指す．併せて，それらの物理的概念の習得も目指す． AL・ICT活用
特に活用しない
第1回
授業形態
対面
事前学習
本科目を履修する前に，「微分積分A,B,C,D」などにより微分積分学を，「物理学A」の内容の理解しておくことが必要である．本科目の修得によって，「工業熱力学II」「内燃機関」「エンジンシステム」「伝熱工学」「燃焼工学」などの—基幹産業を支えるエネルギー変換機器の性能設計に必要な—科目を履修することができる． つまり、エネルギーコースの専門科目の導入部分であって、ここまではどのような分野に進むにも最低限必要なことのみに絞っている．
2時間
授業内容
熱力学の基礎事項
熱力学の歴史、状態量と非状態量と熱と温度及びその単位、配布課題による演習 事後学習・事前学習
教科書を参照して次回の授業範囲を熟読し，質問事項を確認する．
2時間
第2回
授業形態
対面
授業内容
熱力学第0法則，単位，状態料
熱平衡と熱力学的平衡．配布課題 事後学習・事前学習
課題の復習と教科書を参照して次回の授業範囲を熟読し，質問事項を確認する．
2時間
第3回
授業形態
対面
授業内容
熱力学第1法則
熱と仕事の作用と効果の同等性（エネルギーの形態と変換）状態変化，準静的過程，エンタルピー，比熱．配布課題による演習 事後学習・事前学習
課題の復習と教科書を参照して次回の授業範囲を熟読し，質問事項を確認する．
2時間
第4回
授業形態
対面
授業内容
閉じた系と開いた系の熱力学第一法則とその数式表現．配布課題による演習
事後学習・事前学習
課題の復習と教科書を参照して次回の授業範囲を熟読し，質問事項を確認する．
3時間
第5回
授業形態
対面
授業内容
1次中間試験
事後学習・事前学習
中間試験を振り返り，未解答の部分について質問事項を確認する．
2時間
第6回
授業形態
対面
授業内容
理想気体の４つの状態変化と熱および仕事の計算（その１）
状態方程式と比熱，代表的な準静的変化（等温，等圧，等積，断熱）とその計算．配布課題による演習 事後学習・事前学習
課題の復習と教科書を参照して次回の授業範囲を熟読し，質問事項を確認する．
2時間
第7回
授業形態
対面
授業内容
理想気体の４つの状態変化と熱および仕事の計算（その2）
状態方程式と比熱，代表的な準静的変化（等温，等圧，等積，断熱）とその計算．配布課題による演習 カルノーサイクル、熱力学的温度，エントロピー 事後学習・事前学習
課題の復習と教科書を参照して次回の授業範囲を熟読し，質問事項を確認する．
2時間
第8回
授業形態
対面
授業内容
2次中間試験
エントロピーの計算と有効エネルギーの意味 配布課題 事後学習・事前学習
中間試験を振り返り，未解答の部分について質問事項を確認する．
2時間
第9回
授業形態
対面
授業内容
混合気体の性質
複数の気体を混合した場合の気体定数，比熱など．配布課題による演習 事後学習・事前学習
課題の復習と教科書を参照して次回の授業範囲を熟読し，質問事項を確認する．
3時間
第10回
授業形態
対面
授業内容
熱機関と冷凍機，ヒートポンプ
熱効率と成績係数，熱機関の役割．配布課題による演習 事後学習・事前学習
課題の復習と教科書を参照して次回の授業範囲を熟読し，質問事項を確認する．
2時間
第11回
授業形態
対面
授業内容
熱力学第2法則とエントロピー(1)
可逆変化と不可逆変化，準静的変化，カルノーサイクル．配布課題による演習 事後学習・事前学習
課題の復習と教科書を参照して次回の授業範囲を熟読し，質問事項を確認する．
2時間
第12回
授業形態
対面
授業内容
熱力学第2法則とエントロピー(2)
可逆変化と不可逆変化，準静的変化，カルノーサイクル．配布課題による演習 事後学習・事前学習
課題の復習と教科書を参照して次回の授業範囲を熟読し，質問事項を確認する．
2時間
第13回
授業形態
対面
授業内容
熱と仕事の変換サイクル：熱機関の仕事発生の原理。配布課題による演習
オットサイクルやブレイトンサイクルのP-V線図や熱効率．配布課題による演習 事後学習・事前学習
課題の復習と教科書を参照して次回の授業範囲を熟読し，質問事項を確認する．
2時間
第14回
授業形態
対面
授業内容
総合演習
事後学習・事前学習
授業を総括し，質問事項を確認する．
2時間
第15回
授業形態
対面
授業内容
振返り学習
事後学習
授業を振り返り，内容について理解を深める．授業を総括し，質問事項を確認する．
1時間
成績評価の方法
おおむね，定期試験（30％）と1，2次の試験（25％ずつ）と演習への取り組みの姿勢やその成果（20％）を総合する．中間試験や期末試験を未受験の場合は成績評価はされません．試験の未受験者は診断書，電車遅延証明書等，客観的な事由の証明書を提示した場合に追試験を認めます．欠席時の演習課題も証明書とともに後日の提出を許可します．Grade D以上を合格とする．
受講生へのフィードバック方法
演習時間内，時間外において個別対応により実施
教科書
熱力学教育研究会編「機械技術者のための熱力学」産業図書 ISBN 978-4-7828-4085-6
参考書
エンジン技術者教育研究会編 「はじめて学ぶエンジン技術と機械工学」コロナ社 ISBN 978-4-339-04583-3
オフィスアワー
月曜日 13：20〜14：10 八王子校舎 8-206室
E-mail: junya@cc.kogakuin.ac.jp 受講生へのメッセージ
車両用だけでなく社会インフラを支える熱機関は暮らしの中で重要な役割を担っています．熱力学は熱機関の原理を理解するだけでなく，多くの機械に応用されています．この講義・演習では熱力学の基本的な考え方を習得し，演習により適用の仕方を習得します．
実務家担当科目
実務家担当科目ではない
実務経験の内容
教職課程認定該当学科
機械工学科
その他の資格・認定プログラムとの関連
関連する科目でない
教育課程コード
Ⅲ2a
教育課程コードの見方【例】 Ⅰ2a（Ⅰ…Ⅰ群、2…2年配当、a…必修） ※ a : 必修 b : 選択必修 c : 選択 ※複数コードが表示されている場合には入学年度・所属学科の学生便覧を参照のこと
|
