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専門教育課程 航空システム工学科
| 授業科目区分 |
科目名 |
単位数 |
科目コード |
開講時期 |
履修方法 |
専門教育課程
専門科目
専門 |
熱力学Ⅱ
Thermodynamics II
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2 |
E136-01 |
2024年度
４期（後学期）
|
修学規程第4条を参照 |
| 授業科目の学習・教育目標 |
| キーワード |
学習・教育目標 |
| 1.カルノーサイクル
2.熱力学の第二法則
3.エントロピー
4.実在気体
5.各種熱サイクル
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熱エネルギーを機械的仕事に変換するための基礎や、熱エネルギーと物質の性質に関する諸
事項を学ぶ。現象のモデル化、数式化とその重要性を理解する。特に、自然界に生じる現象
の不可逆性と主要なエネルギー機械における熱力学的な現象の扱い方を学ぶ。あわせて、熱
力学がエネルギー機械の設計に果たす役割について学習する。 |
| 授業の概要および学習上の助言 |
| 熱力学Iでは、工業製品における熱の取り扱いの基礎を学んだ。熱力学IIでは、持続可能な社会の実現に不可欠な、熱エネ
ルギーを如何に有効に使うかと、実在の熱機器における理論について学ぶ。具体的には、
〇 理論上、最高の熱効率となり得るカルノーサイクルについて、その概念を学ぶ。
〇 熱エネルギー変換の不可逆性を説明する熱力学第二法則について学ぶ。
〇 エネルギーの質を定義するエントロピーについて、その概念を学ぶ。
〇 実在気体の熱力学における取り扱い方を学ぶ。
〇 工業製品の基礎となる各種理論サイクルについて学ぶ。
本科目を学ぶことで、機械技術者の基礎である、熱エネルギーの機械エネルギーへの変換に関する応用力を身につける。
なお、詳細な授業計画は、第１週目の授業時に提示される。 |
| 教科書および参考書・リザーブドブック |
| 教科書：熱力学 第2版[朝倉書店]
参考書：JSMEテキストシリーズ 「熱力学」[日本機械学会/丸善出版 (発売)]
ﾘｻﾞｰﾌﾞﾄﾞﾌﾞｯｸ：指定なし |
| 履修に必要な予備知識や技能 |
| １．数理基礎教育課程の工学のための数理工（特に微分，積分）
２．関数電卓の使用法 |
| 学生が達成すべき行動目標 |
| No. |
学科教育目標
（記号表記） |
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| ① |
D,J,K |
カルノーサイクルについて説明でき、その内容、考え方を応用できる。 |
| ② |
D,J,K |
熱力学の第二法則について説明でき、その内容、考え方を応用できる。 |
| ③ |
D,J,K |
エントロピーについて説明でき、その内容、考え方を応用できる。 |
| ④ |
D,J,K |
相変化を伴う実在気体の性質と状態変化を説明でき、その内容、考え方を応用できる。 |
| ⑤ |
D,J,K |
ガスサイクルや蒸気サイクルについて説明でき、熱機器の設計に関する課題を解くことができる。 |
| ⑥ |
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|
| 達成度評価 |
|
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評価方法 |
| 総合評価割合 |
20 |
30 |
50 |
0 |
0 |
0 |
0 |
100 |
| 指標と評価割合 |
総合評価割合 |
20 |
30 |
50 |
0 |
0 |
0 |
0 |
100 |
| 総合力指標 |
10 |
15 |
25 |
0 |
0 |
0 |
0 |
50 |
| 10 |
15 |
25 |
0 |
0 |
0 |
0 |
50 |
| 0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| 0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| 0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
| 評価の要点 |
| 評価方法 |
行動目標 |
評価の実施方法と注意点 |
| 試験 |
① |
レ |
学期末に筆記試験を行い、達成度を確認する。試験は講義で取り上げた全内容を包含する。基礎的な理解
力と、それを応用する力を養う必要がある。 |
| ② |
レ |
| ③ |
レ |
| ④ |
レ |
| ⑤ |
レ |
| ⑥ |
|
クイズ
小テスト |
① |
レ |
講義の内容を中心に出題し評価する。 |
| ② |
レ |
| ③ |
レ |
| ④ |
レ |
| ⑤ |
レ |
| ⑥ |
|
| レポート |
① |
レ |
提示された課題を解答し、提出する。 |
| ② |
レ |
| ③ |
レ |
| ④ |
レ |
| ⑤ |
レ |
| ⑥ |
|
成果発表
(口頭・実技) |
① |
|
|
| ② |
|
| ③ |
|
| ④ |
|
| ⑤ |
|
| ⑥ |
|
| 作品 |
① |
|
|
| ② |
|
| ③ |
|
| ④ |
|
| ⑤ |
|
| ⑥ |
|
| ポートフォリオ |
① |
|
|
| ② |
|
| ③ |
|
| ④ |
|
| ⑤ |
|
| ⑥ |
|
| その他 |
① |
|
|
| ② |
|
| ③ |
|
| ④ |
|
| ⑤ |
|
| ⑥ |
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| 具体的な達成の目安 |
| 理想的な達成レベルの目安 |
標準的な達成レベルの目安 |
| １）熱力学の第二法則について説明でき、現実的な問題を解く
ことができる。
２）カルノーサイクルとその性質について説明でき、応用的問
題を解くことができる。
３）実在気体とその性質について説明でき、現実的な問題を解
くことができる。
４）各種サイクルの特徴をP-V線図，T-S線図に基づき説明でき
、数値的な性能評価ができる。 |
１）熱力学の第二法則について説明でき、簡単なエントロピー
計算ができる。
２）カルノーサイクルについて説明でき、簡単なサイクル計算
等ができる。
３）実在気体と理想気体の違いが説明でき、簡単な特性値計算
ができる。
４）各種サイクルの特徴を説明でき、簡単なサイクル計算等が
できる。 |
| 授業明細 |
| 回数 |
学習内容 |
授業の運営方法 |
学習課題 予習・復習 |
時間：分※ |
| 1 |
コースガイダンスと熱力学Iの復習 |
講義
振り返り |
教科書で全体内容の予習
講義の復習 |
40
30 |
| 2 |
熱力学第二法則 (1)
カルノーサイクル |
講義と演習
振り返り |
講義の予習
講義の復習 |
40
50 |
| 3 |
熱力学第二法則 (2)
エントロピー |
講義と演習
振り返り |
講義の予習
講義の復習 |
40
50 |
| 4 |
熱力学第二法則 (3)
自由エネルギー |
講義と演習
振り返り |
講義の予習
講義の復習 |
40
50 |
| 5 |
復習
小テスト１ |
講義と小テスト
振り返り |
講義1-4の復習 |
120 |
| 6 |
実在気体とその性質 (1)
実在気体と状態変化 |
講義と演習
振り返り |
講義の予習
講義の復習 |
40
50 |
| 7 |
実在気体とその性質 (2)
相変化・状態変化 |
講義と演習
振り返り |
講義の予習
講義の復習 |
40
50 |
| 8 |
実在気体とその性質 (3)
蒸気表と状態図 |
講義と演習
振り返り |
講義の予習
講義の復習 |
40
50 |
| 9 |
復習
小テスト２
|
講義と小テスト
振り返り |
講義6-8の復習 |
120 |
| 10 |
各種サイクルと性能 (1)
サイクルの考え方
|
講義と演習
振り返り |
講義の予習
講義の復習 |
120
60 |
| 11 |
各種サイクルと性能 (2)
ガスサイクル |
講義と演習
振り返り
|
講義の予習
講義の復習
|
40
50 |
| 12 |
各種サイクルと性能 (3)
蒸気サイクル |
講義と演習
振り返り
|
講義の予習
講義の復習
|
40
50 |
| 13 |
復習
小テスト３ |
講義と小テスト
振り返り |
講義10-12の復習 |
120 |
| 14 |
達成度確認試験
自己点検 |
試験
振り返り
|
講義1-12の復習
|
180 |
| 15 |
全体振り返り |
試験問題の解説
全体質疑 |
コース全体の振り返り
|
40 |
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一般に、授業あるいは課外での学習では：「知識などを取り込む」→「知識などをいろいろな角度から、場合によってはチーム活動として、考え、推論し、創造する」→「修得した内容を表現、発表、伝達する」→「総合的に評価を受ける、ＧｏｏｄＷｏｒｋ！」：のようなプロセス（一部あるいは全体）を繰り返し行いながら、応用力のある知識やスキルを身につけていくことが重要です。このような学習プロセスを大事に行動してください。
※学習課題の時間欄には、指定された学習課題に要する標準的な時間を記載してあります。日々の自学自習時間全体としては、各授業に応じた時間（例えば2単位科目の場合、予習2時間・復習2時間／週）を取るよう努めてください。詳しくは教員の指導に従って下さい。