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Ⅱ | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 機械工学科 | 学年 | 2年 |
| 担当者 | 飯島 晃良 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 月曜3 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | F13O |
| クラス | A | ||
| 学科ポリシー | 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Ⅱは熱力学Ⅰをベースにして、熱力学が応用される各種サイクルに重点を置き、基礎分野から応用分野まで理解する。具体的テーマは、(1)容積形内燃機関、(2)速度形内燃機関、(3)蒸気の性質、(4)ランキンサイクルである。 到達目標は、上記の4つのテーマについて、 １．動作サイクルが説明できる。 ２．熱力学Ⅰで習得した基本法則を用いて理論熱効率などの性能解析ができる。 ３．各熱サイクルの性能や熱効率の向上方法を説明できる。 ４．各理論サイクルの実用例を説明できる。 |
|---|---|
| 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B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 | 熱力学Ⅰを修得していることが望ましい。 |
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準備学習（予習・ 復習等）の内容 |
①事前の準備 熱力学Ⅰの内容を理解しておくこと。特に、気体の状態変化、ガスサイクルがこの講義にとって重要な事項であるので、習熟しておくこと。 ②復習について この講義では複雑な公式等の展開はないが、ほとんどの式は基本的な物理量の定義や理想気体の状態方程式、熱力学第一法則及び第二法則、比熱等から導くことができるので、その導入過程を良く復習すること。また、後半の「蒸気」に関連する講義では、数表、線図を多く用いるので、その使い方を良く理解すること。 ③予習について 前回の講義の内容をよく理解し、シラバスの記載された内容に関して教科書を熟読して、内容を把握し、疑問点を明確にしてから講義に臨むこと。 ④自主学習について 教科書には演習問題が多数掲載されているので、自分で演習問題を解答してみること。但し、教科書には答えしか記載されていないので、式の変形過程が分からなくなった場合は、オフィスアワー等を利用して質問すること。 ⑤留意点 この講義の内容は大きく「ガスサイクル」と「蒸気及びランキンサイクル」に大別される。ガスサイクルは、熱力学Ⅰの続きであるので、熱力学Ⅰ特に気体の状態変化を復習しておくと良い。蒸気は理想気体として取り扱えないので、数表や線図を用いる。複雑な線図の持つ意味を良く理解すること。 |
授業計画
| 第1回 | 熱力学Ⅱの概要説明 |
|---|---|
| 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 |
| 第3回 | 容積形内燃機関の理論サイクル(その1) オットーサイクルに関する講義 |
| 第4回 | 容積形内燃機関の理論サイクル(その2) ディーゼルサイクルに関する講義 |
| 第5回 | 容積形内燃機関の理論サイクル(その3) サバテサイクルに関する講義 |
| 第6回 | 速度形内燃機関の理論サイクル(その1) ブレイトンサイクルに関する講義 |
| 第7回 | 速度形内燃機関の応用(その2) ブレイトンサイクルの再生サイクルとターボジェットエンジンに関する講義 |
| 第8回 | 空気圧縮機の理論サイクル(その1) 空気圧縮機の種類、圧縮機のエネルギ式、すきまの無い1段圧縮機に関する講義 |
| 第9回 | 空気圧縮機の理論サイクル(その2) すきまの有る圧縮機、多段圧縮機、圧力比の限界値に関する講義 |
| 第10回 | 理解度確認演習及び解説 |
| 第11回 | 蒸気の性質と蒸気サイクル 蒸気の技術用語に関する講義 |
| 第12回 | 蒸気の性質と蒸気サイクル 乾き度、蒸気表に関する講義 |
| 第13回 | 蒸気サイクル（その1） 蒸気サイクル（ランキンサイクル）の構成と各気体の状態変化に関する講義 |
| 第14回 | 蒸気サイクル（その2） 蒸気サイクルの熱効率に関する講義 |
| 第15回 | 蒸気サイクル（その3） 蒸気再熱サイクルと蒸気再生サイクルの概説に関する講義 |
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
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| 参考書 |
斎間 厚・江良嘉信・増田哲三・庄司秀夫 『基礎熱力学』 産業図書 2002年 第14版
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| 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 | 授業の前後随時 |
| 研究室又は 連絡先 |
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 飯島晃良 4号館2階428B室
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| 学生への メッセージ |