2021年 理工学部 シラバス - 機械工学科
設置情報
| 科目名 | 熱力学Ⅲ | ||
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| 設置学科 | 機械工学科 | 学年 | 3年 |
| 担当者 | 木村 元昭 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 木曜1 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | F41M |
| クラス | 1 、 2 | ||
| 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Ⅲは熱力学Ⅰ及びⅡをベースにした講義を行い、熱力学が実際に応用されている冷凍機、空気調和、気体流動、エネルギー変換について理解する。 各項目の学習目標は、 (1)ダルトンの分圧の法則を説明できる。 (2)湿り空気線図を用いて空気調和を計算できる。 (3)先細流路と末広流路の流動特性を説明できる。 (4)先細ノズルの臨界圧と最大流量を求めることができる (5)燃焼に必要な空気量、燃焼ガス組成を計算できる。 (6)伝熱の三形態とニュートンの冷却の法則を説明できる。 |
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| 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、CSTポータルやパワーポイントを用いて基礎的な 概念の理解とその応用力を身につける。 受講者の1/2が登校して対面で授業を受け、登校しない回の学生はZoomによるオンラインで授業を受講すること。 |
| 履修条件 | 熱力学Ⅰ、熱力学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Ⅲの概要説明（オンライン講義、CSTポータルからZoom情報を取得してください） シラバスの内容を確認の上，授業に臨むこと。 【事前学習】第10章「湿り空気と空気調和」p.171、第11章「気体の流動」p.189、第12章「エネルギー変換」p.205を熟読し、熱力学Ⅲで学習する内容を把握すること。（120分） 【事後学習】事前学習内容と熱力学Ⅲの概要説明を比較して、熱力学Ⅲの学習内容を振り返ること。（120分） |
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| 第2回 | 熱力学Ⅰの復習 熱力学Ⅰの内容を概観し、熱力学の基礎を復習する講義 【事前学習】熱力学Ⅰの内容、教科書のp.1-112を熟読し、熱力学Ⅰの内容を復習すること。（120分） 【事後学習】事前学習内容と講義の内容から、熱力学Ⅰの学習内容を振り返ること。（120分） |
| 第3回 | 熱力学Ⅱの復習 熱力学Ⅱの内容を概観し、熱力学の基礎を復習する講義 【事前学習】熱力学Ⅱの内容、教科書のp.113-169を熟読し、熱力学Ⅱの内容を復習すること。（120分） 【事後学習】事前学習内容と講義の内容から、熱力学Ⅱの学習内容を振り返ること。（120分） |
| 第4回 | 湿り空気(その1) 混合気体、ダルトンの分圧の法則に関する講義 【事前学習】教科書第10章「湿り空気と空気調和」の内、p.171-175を熟読して理解すること。（120分） 【事後学習】分圧、気体の混合方法および混合気体の性質について復習すること。（120分） |
| 第5回 | 湿り空気(その2) 絶対湿度、相対湿度、比較湿度及び湿り空気の性質に関する講義 【事前学習】教科書第10章「湿り空気と空気調和」の内、p.176-181を熟読して理解すること。（120分） 【事後学習】湿度の定義、湿り空気のエネルギーについて復習すること。（120分） |
| 第6回 | 湿り空気(その3) 湿り空気線図の利用と空気調和に関する講義 【事前学習】教科書第10章「湿り空気と空気調和」の内、p.182-184を熟読して理解すること。（120分） 【事後学習】湿り空気線図の利用方法、空気調和の方法について復習すること。（120分） |
| 第7回 | 気体の流動(その1) 流れの基礎方程式（連続の式、運動量式、エネルギ式）、気体の性質(全エンタルピー)に関する講義 【事前学習】教科書第11章「気体の流動」の内、p.189-193を熟読して理解すること。（120分） 【事後学習】流れの基礎式、全エンタルピー、全温度、全圧力について復習すること。（120分） |
| 第8回 | 気体の流動(その2) マッハ数、先細流路と末広流路の流動特性に関する講義 【事前学習】教科書第11章「気体の流動」の内、p.193-195を熟読して理解すること。（120分） 【事後学習】マッハ数、先細流路と末広流路の管路断面積変化と流速及び圧力変化の関係について復習すること。（120分） |
| 第9回 | 気体の流動(その3) ノズル内の流れ、先細ノズルと臨界圧、ラバルノズルに関する講義 【事前学習】教科書第11章「気体の流動」の内、p.196-200を熟読して理解すること。（120分） 【事後学習】ノズル内の流れ、先細ノズルの臨界圧力、限界速度および最大流量について復習すること。（120分） |
| 第10回 | エネルギー変換(その1) 燃焼：化学量論計算、燃焼ガスの比熱比、密度に関する講義 【事前学習】教科書第12章「エネルギー変換」の内、p.205-210を熟読して理解すること。（120分） 【事後学習】化学量論計算、燃焼に必要な酸素量および空気量、密度について復習すること。（120分） |
| 第11回 | エネルギー変換(その2) 燃焼：発熱量、燃焼温度、化学平衡、反応速度に関する講義 【事前学習】教科書第12章「エネルギー変換」の内、p.210-216を熟読して理解すること。（120分） 【事後学習】発熱量、燃焼温度、化学平衡、反応速度について復習すること。（120分） |
| 第12回 | エネルギー変換(その3) 燃料電池に関する講義 【事前学習】教科書第12章「エネルギー変換」の内、p.217-223を熟読して理解すること。（120分） 【事後学習】燃料電池の原理、種類、起電力、効率について復習すること。（120分） |
| 第13回 | エネルギー変換(その4) 伝熱に関する講義 【事前学習】教科書第12章「エネルギー変換」の内、p.224-227を熟読して理解すること。（120分） 【事後学習】伝熱の形態：熱伝導、熱伝達について復習すること。（120分） |
| 第14回 | エネルギー変換(その5) 伝熱および放射に関する講義 【事前学習】教科書第12章「エネルギー変換」の内、p.228-232を熟読して理解すること。（120分） 【事後学習】伝熱の形態：熱放射およびニュートンの冷却の法則について復習すること。（120分） |
| 第15回 | 平常試験およびその解説 【事前学習】教科書第10章「湿り空気と空気調和」から第12章「エネルギー変換」を復習すること（120分） 【事後学習】平常試験でできなかった問題を解けるようにすること。（120分） ※ 登校しない学生は、前期試験期間中の平常試験を受験すること。 |
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年年 第1版
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| 参考書 | |
| 成績評価の方法 及び基準 |
遠隔授業中のノート，演習，宿題及び理解度確認演習の評価50%，定期試験50% |
| 質問への対応 | 授業の前後随時 |
| 研究室又は 連絡先 |
木村元昭(駿河台校舎タワースコラ17階S1709室) kimura.motoaki@nihon-u.ac.jp 吉田幸司(駿河台校舎タワースコラ17階S1716室) yoshida@mech.cst.nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
月曜 駿河台 12:10 ～ 13:20 木村元昭 S1709室
月曜 駿河台 12:10 ～ 13:20 吉田幸司 S1716室
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| 学生への メッセージ |