2017年 理工学部 シラバス - 機械工学科
設置情報
| 科目名 | 熱力学Ⅰ | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 機械工学科 | 学年 | 2年 |
| 担当者 | 吉田 幸司 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 月曜3 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | F13M |
| クラス | B | ||
| ポリシー | ディプロマ・ポリシー【DP】 カリキュラム・ポリシー【CP】 | ||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 機械工学系の重要基礎科目である熱力学は最近の科学と工業技術の進歩と共に適用分野が基礎から応用まで非常に広範囲になっている。熱力学Ⅰでは基礎熱力学に重点を置き、熱力学の基礎から応用分野への橋渡しができるようにする。具体的テーマは、(1)熱および熱力学の基礎概念 (2)熱力学第１法則、(3)エネルギ方程式、(4)理想気体の状態変化、(5)熱力学第2法則、(6)ガスサイクルである。 到達目標は、上記の6つのテーマについて、 １．基礎概念が説明できる。 ２．基本法則を用いて熱と仕事と状態量変化の解析ができる。 ３．熱機械の基本原理と熱効率あるいは成績係数の向上方法を議論できる。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
講義中の板書・解説を中心とした講義形式を行うとともに、演習と熱力学演習Aを併せて基礎的な概念の理解とその応用力を身につける。 |
| 履修条件 | 物理学Ⅱ、物理学Ⅱ演習、微分積分学Ⅰ・Ⅱを修得していることが望ましい。 |
授業計画
| 第1回 | 熱力学Ⅰの概要説明 |
|---|---|
| 第2回 | 熱及び熱力学の基礎概念、状態量、熱平衡と温度、比熱と熱量、 仕事と動力、圧力、単位系に関する講義 |
| 第3回 | 熱と仕事、各種エネルギ（熱エネルギ、弾性エネルギ、運動エネルギ）、 閉じた系と開いた系、可逆変化と非可逆変化、絶対仕事と工業仕事に関する講義 |
| 第4回 | 熱力学第一法則 内部エネルギー、閉じた系の熱力学第一法則、エンタルピー、開いた系の熱力学第一法則 に関する講義 |
| 第5回 | 一般エネルギー式 開いた系のエネルギー式、一般エネルギー式の応用（タービン、圧縮機、絞り）に関する講義 |
| 第6回 | 理想気体の状態方程式 理想気体と状態方程式、定容比熱と定圧比熱、比熱比とマイヤーの関係に関する講義 |
| 第7回 | 理想気体の状態変化（その１） 等容変化、等圧変化、等温変化に関する講義 |
| 第8回 | 理想気体の状態変化（その２） 断熱変化、ポリトロープ変化に関する講義 |
| 第9回 | 理解度確認演習及び解説 |
| 第10回 | 熱機械とサイクル サイクル、熱機関の熱効率、冷凍機とヒートポンプの成績係数に関する講義 |
| 第11回 | 可逆カルノーサイクル カルノーサイクル、逆カルノーサイクルに関する講義 |
| 第12回 | 熱力学第二法則とエントロピ（その１） クラウジウス積分、エントロピー、T-S線図に関する講義 |
| 第13回 | 熱力学の第二法則とエントロピ（その２） 理想気体のエントロピー変化に関する講義 |
| 第14回 | 熱力学の第二法則とエントロピ（その３） 熱力学第二法則、エントロピー増大の法則に関する講義 |
| 第15回 | エクセルギーと最大仕事 エクセルギーとアネルギー、自由エネルギー、非可逆変化とエクセルギー損失に関する講義 |
その他
| 教科書 |
吉田幸司、岸本健、木村元昭、田中勝之、飯島晃良 『基礎から学ぶ熱力学』 オーム社 2016年 第1版
本テキストは、熱力学Ⅰ、熱力学Ⅱ、熱力学Ⅲで使用する。
|
|---|---|
| 参考書 |
『基礎熱力学』 斎間 厚・江良嘉信・増田哲三・庄司秀夫 産業図書 2002年 第14版
|
| 成績評価の方法 及び基準 |
授業中の演習及び宿題20%，理解度確認演習20%，定期試験60% |
| 質問への対応 | 授業中および授業後随時 |
| 研究室又は 連絡先 |
吉田幸司(駿河台校舎3号館316室) yoshida@mech.cst.nihon-u.ac.jp 飯島晃良(駿河台校舎4号館428B室) iijima@mech.cst.nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
月曜 駿河台 12:10 ～ 13:20 吉田幸司 3号館1階316室
月曜 駿河台 12:10 ～ 13:20 飯島晃良 4号館2階428B室
|
| 学生への メッセージ |