山口大学教務システム - 1061120150-工業熱力学I

開講年度	開講学部等
2025	工学部
開講学期	曜日時限	授業形態	AL（アクティブ・ラーニング）ポイント
前期	水7～8	講義
時間割番号	科目名[英文名]			使用言語	単位数
1061120150	工業熱力学I[Engineering Thermodynamics I]			日本語	2
担当教員（責任）[ローマ字表記]					メディア授業
白石　僚也[SHIRAISHI Ryoya]					ー
担当教員[ローマ字表記]
白石　僚也　[SHIRAISHI Ryoya]
特定科目区分		対象学生	生体・ロボット	対象年次	2～
ディプロマ・ポリシーに関わる項目			カリキュラムマップ(授業科目とDPとの対応関係はこちらから閲覧できます)

授業の目的と概要

エンジンやタービンなどの熱機関の設計に必要な熱力学の知識を習得し、基本的なサイクルにおける受熱量・仕事量・効率などを計算できるようになることを目的とする。
そのために熱力学の根幹を成す、第一法則、第二法則、エンタルピー、エントロピーなどについて理解する。また、理想気体が状態変化する際の、種々の物理量の変化量を求める式を導き、これらの計算について演習する。

本講義は、大型船舶におけるエンジンの運転・検査の実務経験を有する教員が担当する。
実務経験を活かし、実際の熱機関の設計に熱力学がどのように役立つか具体例を示しながら講義を行う。

授業の到達目標

課題・問題ごとに得られた知識を応用できるか。
課題の解決のために知識、理解を深める努力をしているか。
思考・判断の観点与えられた条件に必要な式、パラメータの選択、利用を適切にできるか。
どの物理量をどこに使うかの基礎的判断ができるか。
関心・意欲の観点熱力学が成立し発展した歴史を理解し、先人の名前が取り扱う物理量
に使用されていることに関心を持つているか
熱力学の問題解決に筋道を構築できるか。
態度の観点物理量個々の関連性の理解
技能・表現の観点法則、定義の理解とその利用が適切か。
式の使用、グラフ・表の使用、基礎物理量の換算などが容易にできるか。

授業計画

【全体】

教科書に沿って講義を行う。各回の講義は、教員が教科書に沿って内容の説明を行い、その後学生が演習問題を解くという形式である。また、課題でも演習問題を解くことで理解を深める。
理解度について、中間テスト・期末テストで確認し、評価を行う。また、評価には課題も含まれる。

担当形態：単独

	項目	内容	授業時間外学習	備考

第1回	工業熱力学概要．	工業熱力学で学習することの概要．学習の意義．第ゼロ法則．SI単位．	授業計画に沿って、準備学習2時間と復習2時間を行う。

第2回

閉じた系と開いた系．熱と熱平衡．

授業計画に沿って、準備学習2時間と復習2時間を行う。

第3回

記号．状態量．

物理量への記号の付け方．状態量と状態量でないもの．仕事の求め方．p-V線図．

授業計画に沿って、準備学習2時間と復習2時間を行う。

第4回

閉じた系の熱力学第一法則．

熱力学第一法則．第一種永久機関．絶対仕事．p-V線図．閉じた系の熱力学第一法則．

授業計画に沿って、準備学習2時間と復習2時間を行う。

第5回

開いた系の熱力学第一法則．

流動仕事．エンタルピー．工業仕事．開いた系の熱力学第一法則．

授業計画に沿って、準備学習2時間と復習2時間を行う。

第6回

理想気体の性質．

理想気体の、状態方程式・比熱・内部エネルギー・エンタルピー

授業計画に沿って、準備学習2時間と復習2時間を行う。

第7回

理想気体の状態変化(等温変化)．

理想気体が状態変化する際の、受熱量・仕事の求め方．可逆変化と不可逆変化．等温変化．

授業計画に沿って、準備学習2時間と復習2時間を行う。

第8回

中間試験．

第1回から第6回の内容について試験を行う．

授業計画に沿って、準備学習2時間と復習2時間を行う。

第9回

理想気体の状態変化(等圧変化・等容変化)．

等圧変化．等容変化.

授業計画に沿って、準備学習2時間と復習2時間を行う。

第10回

理想気体の状態変化(断熱変化・ポリトロープ変化)．

断熱変化・ポリトロープ変化

授業計画に沿って、準備学習2時間と復習2時間を行う。

第11回

熱力学第二法則．

熱力学第二法則．エントロピー．第二種永久機関

授業計画に沿って、準備学習2時間と復習2時間を行う。

第12回

カルノーサイクル．

サイクルにおける受熱量と仕事の関係．カルノーサイクル．

授業計画に沿って、準備学習2時間と復習2時間を行う。

第13回

可逆変化のエントロピー．

クラジウス積分．エントロピーの定義．T-S線図．

授業計画に沿って、準備学習2時間と復習2時間を行う。

第14回

エントロピー変化量．

固体・液体のエントロピー変化量．理想気体のエントロピー変化量．

授業計画に沿って、準備学習2時間と復習2時間を行う。

第15回

まとめと演習．

第1回から第14回までの内容に関してまとめ、演習を通して理解を深める．

授業計画に沿って、準備学習2時間と復習2時間を行う。

第16回

期末試験．

第1回から第15回の内容について試験を行う．

授業計画に沿って、準備学習2時間と復習2時間を行う。

※AL（アクティブ・ラーニング）欄に関する注
・授業全体で、AL（アクティブ・ラーニング）が占める時間の割合を、それぞれの項目ごとに示しています。
・A〜Dのアルファベットは、以下の学修形態を指しています。
【A：グループワーク】、【B：ディスカッション・ディベート】、【C：フィールドワーク（実験・実習、演習を含む）】、【D：プレゼンテーション】

A: --%　B: --%　C: --%　D: --%

成績評価法

課題、中間試験、期末試験で評価します。
課題 20%、中間試験 40%、期末試験 40%

教科書にかかわる情報

教科書	書名	例題でわかる工業熱力学				ISBN	9784627673410
教科書	著者名	平田哲夫　他	出版社	森北出版				出版年	2008

備考

参考書にかかわる情報

参考書	書名	例題でわかる工業熱力学				ISBN	9784627673410
参考書	著者名	平田哲夫・田中誠・熊野寛之	出版社	森北出版				出版年	2008

備考

メッセージ

熱力学はエンジン・タービン・空調機・発電装置など様々な機械を設計するうえで欠かせない学問です。
また熱力学ではエネルギーの基本法則ついて学びますが、これらはエネルギーを有効利用し地球温暖化を解決することにも役立ちます。
また、熱力学第一法則、第二法則などの概念は面白いうえ、様々な場面で応用できます。
さらに、熱力学の理論体系は非常に美しく、学んでいて面白いと思います。
このように熱力学は非常に面白く、役に立つ学問です。みなさん是非真剣に学んでください。

キーワード

実務家教員

持続可能な開発目標（SDGs）

(エネルギー)すべての人々の、安価かつ信頼できる持続可能な近代的エネルギーへのアクセスを確保する。

(インフラ、産業化、イノベーション)強靱（レジリエント）なインフラ構築、包摂的かつ持続可能な産業化の促進及びイノベーションの推進を図る。

(気候変動)気候変動及びその影響を軽減するための緊急対策を講じる。

メディア授業