○工業熱力学Ｉ及演習（Engineering Thermodynamics I and Exercise）[1A05]

＜学位授与の方針＞

	1. 基礎知識の習得
◎	2. 専門分野知識の習得
	3. 汎用的問題解決技能
	4. 道徳的態度と社会性
	5. 創成能力

＜授業のねらい＞

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．

＜受講にあたっての前提条件＞

本科目を履修する前に，「数学I・II」「数学演習」などにより微分積分学を，「物理学I」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」「蒸気工学」「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。

＜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．
「機械工学エネルギー・デザインプログラム」：(D)◎

＜授業計画及び準備学習＞

毎週2時限続けて授業を行う．原則的に講義と演習を交互に行う．
15回（2コマ）の講義・演習の内容は下記のとおりである。
1. 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
2. 熱力学第1法則
熱平衡と熱力学的平衡，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）。配布課題
3. 熱力学第1法則の数式表現
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
4．第１段階のまとめと1次試験
5. 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）とその計算。配布課題による演習
6. 熱力学第2法則とエントロピー
可逆変化と不可逆変化、準静的変化
7.カルノーサイクル、熱力学的温度，エントロピー
8．エントロピーの計算と有効エネルギーの意味
　　　6,7,8は配布課題２ー２による演習を行うが理解度に応じて内容を選択する。
9．第２段階のまとめと第２次試験
10. 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
オットサイクルとディーゼルサイクルの熱効率。配布課題による演習
11．サイクル論の限界。配布課題による演習
12.　熱機関と冷凍機とヒートポンプを設計するには＋第３段階のまとめと第３次試験
13. ノズルを通る可逆断熱流れの計算，臨界流と臨界圧力、末広ノズルと衝撃波の発生、配布課題による演習
14．学習内容の振り返り
上記の内容は、教科書に準拠して進むので、予習復習に役立つはずである（他の参考書でもよいがすくなくとも１冊は専門書を揃えること）

＜成績評価方法＞

おおむね，定期試験（40％）と1，2次の試験（30％）と演習への取り組みの姿勢やその成果（30％）を総合する．Grade D以上を合格とする．

＜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

＜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　13：30〜14：30　八王子校舎　8-303室
E-mail: junya@cc.kogakuin.ac.jp