2019年 理工学部 シラバス - 航空宇宙工学科
設置情報
| 科目名 | 熱力学Ⅰ | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 航空宇宙工学科 | 学年 | 2年 |
| 担当者 | 田辺 光昭 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 木曜1 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | H41E |
| クラス | |||
| 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 | 熱力学は航空宇宙分野では主としてエンジン技術の習得に必須の基礎力学である．科学と工業技術の進歩と共に適用分野が非常に広がっている重要な基礎科目であり，近年はエネルギの有効利用と環境適合などの観点からも，ますます重要性が増している．熱力学Ⅰでは基礎的な現象や概念と数学的表現とを学び，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． |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
板書を中心に行う． 演習を熱力学Ⅰ演習にて行う． |
| 履修条件 | 【未来博士工房対応科目】 微分積分学，力と運動の物理学，熱力学と流体力学の基礎を履修ていることが望ましい． |
授業計画
| 第1回 | 熱力学について： 工業熱力学とは，「熱力学と流体力学の基礎」の復習，熱平衡と温度，国際単位系 【事前学習】「熱力学と流体力学の基礎」の内容を復習しておくこと。（120分） 【事後学習】講義内容を学⽣間で議論し互いに説明できるようにしておくこと。（120分） |
|---|---|
| 第2回 | 変数と理想気体： 示強性状態量，示量性状態量，状態変化，状態式 ，理想気体 ，p-V線図 【事前学習】テキストの該当箇所を読んで理解できない箇所をまとめておくこと。（120分） 【事後学習】講義内容を学⽣間で議論し互いに説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第3回 | 熱と仕事，エネルギー： 仕事，熱，動力，内部エネルギー，エンタルピー，経路依存性 【事前学習】テキストの該当箇所を読んで理解できない箇所をまとめておくこと。（120分） 【事後学習】講義内容を学⽣間で議論し互いに説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第4回 | エネルギー式： 閉じた系のエネルギー式，流動系のエネルギー式 【事前学習】テキストの該当箇所を読んで理解できない箇所をまとめておくこと。（120分） 【事後学習】講義内容を学⽣間で議論し互いに説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第5回 | 比熱，熱力学第一法則の関係式： 定容比熱，定圧比熱，比熱比，熱力学第一法則の関係式 【事前学習】テキストの該当箇所を読んで理解できない箇所をまとめておくこと。（120分） 【事後学習】講義内容を学⽣間で議論し互いに説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第6回 | 理想気体の状態変化（その１）： 可逆変化，等温変化，等圧変化，等容変化 【事前学習】テキストの該当箇所を読んで理解できない箇所をまとめておくこと。（120分） 【事後学習】講義内容を学⽣間で議論し互いに説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第7回 | 理想気体の状態変化（その２）： 断熱変化，ポリトロ－プ変化 【事前学習】テキストの該当箇所を読んで理解できない箇所をまとめておくこと。（120分） 【事後学習】講義内容を学⽣間で議論し互いに説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第8回 | 混合気体： ダルトンの法則，気体混合（定容容器での混合，定常流による混合），混合気体の性質 【事前学習】テキストの該当箇所を読んで理解できない箇所をまとめておくこと。（120分） 【事後学習】講義内容を学⽣間で議論し互いに説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第9回 | サイクル カルノーサイクル，熱機関の熱効率，成績係数： 【事前学習】テキストの該当箇所を読んで理解できない箇所をまとめておくこと。（120分） 【事後学習】講義内容を学⽣間で議論し互いに説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第10回 | 熱力学の第二法則とエントロピー： クラウジウス積分，熱力学の第二法則，積分因子，エントロピー 【事前学習】テキストの該当箇所を読んで理解できない箇所をまとめておくこと。（120分） 【事後学習】講義内容を学⽣間で議論し互いに説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第11回 | 理想気体のエントロピー変化 ： T-S線図とp-V線図，等温変化，等圧変化，等容変化 【事前学習】テキストの該当箇所を読んで理解できない箇所をまとめておくこと。（120分） 【事後学習】講義内容を学⽣間で議論し互いに説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第12回 | 速度形内燃機関の理論サイクル： ブレイトンサイクル，ジェットエンジン，再熱サイクル（アフターバーナ） 【事前学習】テキストの該当箇所を読んで理解できない箇所をまとめておくこと。（120分） 【事後学習】講義内容を学⽣間で議論し互いに説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第13回 | 容積形内燃機関の理論サイクル： オットーサイクル，ディーゼルサイクル，サバテサイクル 【事前学習】テキストの該当箇所を読んで理解できない箇所をまとめておくこと。（120分） 【事後学習】講義内容を学⽣間で議論し互いに説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第14回 | 総論 ： 熱と仕事の等価性，内部エネルギー，エンタルピー，エントロピー，式の相互関係 【事前学習】第１３回までの学習内容を復習してまとめておくこと。（120分） 【事後学習】講義内容を学⽣間で議論し互いに説明できるようにしておくこと。（120分） |
| 第15回 | 平常試験及びその解説 【事前学習】第１４回までの内容を復習し，習得しておくこと（240分） |
その他
| 教科書 |
河野道方，岡島敏，角田敏一，氏家康成 『工業熱力学 基礎編』 東京大学出版会 2004年
村松旦典 『熱力学問題集』 （配布資料）
「工業熱力学」は基礎編ではあるが，高校物理を習得済みか，「熱力学と流体力学の基礎」を受講した上で十分な理解が得られる内容である．予習をした上で講義に臨むことを期待する．
「熱力学問題集」は熱力学Ⅰ演習で使用するものである．
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| 参考書 | |
| 成績評価の方法 及び基準 |
評価は「熱力学演習Ⅰ」と合わせて行っており，「熱力学Ⅰ」の期末 試験（50%），「熱力学演習Ⅰ」で実施する小テストの合計（50%）により 算出した評価が，「熱力学演習Ⅰ」と「熱力学Ⅰ」の評価となる． |
| 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 |
336A室 TEL:047-469-5431 |
| オフィスアワー |
金曜 船橋 13:20 ～ 15:00
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| 学生への メッセージ |
教科書の章末問題や熱力学問題集などの問題を自ら解いて，問題を解ける力をつけられたい． |