理工学部Faculty of Science and Engineering
MEC200XB（機械工学 / Mechanical engineering 200）工業熱力学ⅠEngineering ThermodynamicsⅠ
川上 忠重Kawakami TADASHIGE
授業コードなどClass code etc
| 学部・研究科Faculty/Graduate school | 理工学部Faculty of Science and Engineering |
| 添付ファイル名Attached documents | |
| 年度Year | 2022 |
| 授業コードClass code | H5139 |
| 旧授業コードPrevious Class code | |
| 旧科目名Previous Class title | |
| 開講時期Term | 春学期授業/Spring |
| 曜日・時限Day/Period | 水3/Wed.3 |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 小金井 |
| 教室名称Classroom name | 各学部・研究科等の時間割等で確認 |
| 配当年次Grade | |
| 単位数Credit(s) | |
| 備考（履修条件等）Notes | |
| 他学部公開科目Open Program | |
| 他学部公開（履修条件等）Open Program (Notes) | |
| グローバル・オープン科目Global Open Program | |
| 成績優秀者の他学部科目履修制度対象Interdepartmental class taking system for Academic Achievers | |
| 成績優秀者の他学部科目履修（履修条件等）Interdepartmental class taking system for Academic Achievers (Notes) | |
| 実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | |
| SDGsCPSDGs CP | |
| アーバンデザインCPUrban Design CP | |
| ダイバーシティCPDiversity CP | |
| 未来教室CPLearning for the Future CP | |
| カーボンニュートラルCPCarbon Neutral CP | |
| 千代田コンソ単位互換提供（他大学向け）Chiyoda Campus Consortium | |
| カテゴリー＜理工学部＞Category |
機械工学科機械工学専修 学科専門科目 |
すべて開くShow all
すべて閉じるHide All
Outline (in English)
(Course outline)
This course introduces the basic concepts and principle about thermodynamics and their applications in science and engineering.
(Learning objectives)
The specific objectives of this integrated subjects are to
1)be able to explain the second law of thermodynamics, Kelvin-Planck statement, Clausius statement, Perpetual motion, Carnot' theorem and heat engines.
2)be able to understand and explain the Entropy, irreversible process, ideal gas process and entropy of ideal gas and complete thermodynamics function.
(Learning activities outside of classroom)
Students will be expected to have completed the required assignments after each class. Your study time will be more than four hours for a class.
(Grading criteria/Policies)
Your final grade will be decided according to the following process:
・The ratio of class attendance over 70％（over 10/14) will be decided the final grade.
・Usual performance score 10%, term-end examination 90%.
To pass, students must earn at least 60 points out of 100.
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的（何を学ぶか）Outline and objectives
基礎熱学を基礎として、熱力学の基本法則（熱力学第１基礎式および第２基礎式）と一般的なサイクル理論との関係、理想気体の状態変化および熱力学の第２法則・エントロピーの概念の理解を深める。
到達目標Goal
【到達目標】
1．サイクルの熱効率、成績係数および熱力学第２法則について説明することができる。
2．カルノーサイクルの原理を用いて、カルノーサイクルの特色、熱力学的温度およびクラジウスの積分に適用することができる。
3. エントロピーおよびエントロピーのエントロピーの原理について説明することができる。
4．理想気体の状態変化（可逆過程および不可逆過程）について、状態式および熱力学基礎式を応用することができる。
この授業を履修することで学部等のディプロマポリシーに示されたどの能力を習得することができるか（該当授業科目と学位授与方針に明示された学習成果との関連）Which item of the diploma policy will be obtained by taking this class?
ディプロマポリシーのうち、「DP1」と「DP2」と「DP4」に関連
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)（学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. ）
熱力学の第２法則、カルノーサイクル、エントロピー、理想気体の状態変化について、基本的な概念、法則について学習する。
講義中心の授業を実施する。必要に応じて演習により工業熱力学の適応と状態量について学習し、さらに演習後の解答を含めた総合学習により、理解を深める。
春学期の一部授業はオンラインでの開講を予定している。それにともなう各回の授業計画の変更については、学習支援システムでその都度提示する。
課題等の提出・フィードバックは、適宜、「学習支援システム」と授業を通じて行う予定である。
アクティブラーニング（グループディスカッション、ディベート等）の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
あり / Yes
フィールドワーク（学外での実習等）の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
授業形態/methods of teaching：対面/face to face
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
1[対面/face to face]：理想気体の性質
理想気体の状態式と可逆変化および不可逆変化の関係について学習する。
2[対面/face to face]：理想気体の可逆変化1
理想気体の可逆変化における等温変化および等容変化について学習する。
3[対面/face to face]：理想気体の可逆変化2
理想気体の可逆変化における等圧変化について学習する。
4[対面/face to face]：理想気体の可逆変化3
理想気体の可逆変化における断熱変化およびポリトロープ変化について学習する。
5[対面/face to face]：サイクルの効率
サイクルの意味、サイクルと熱機関および作業機械（冷凍機・熱ポンプ）の関係を熱効率と成績係数の観点から学習する。
6[対面/face to face]：熱力学の第２法則
第２種永久機関および熱力学第2法則と熱効率の関係について学習する。
7[対面/face to face]：カルノーサイクル
カルノーサイクルの原理およびその特徴と熱源温度との関係について学習する。
8[対面/face to face]：熱力学的温度
カルノーサイクルを用いて、熱力学的温度目盛りの考え方について学習する。
9[対面/face to face]：クラジウスの積分
カルノーサイクルの圧力ー堆線図を用いて、クラジウスの積分の考え方について学習する。
10[対面/face to face]：エントロピー1
エントロピーの定義および熱線図（温度ーエントロピー線図）の考え方について学習する。
11[対面/face to face]：エントロピー2
カルノーサイクルの熱線図から、有効エネルギーと無効エネルギーについて学習する。
12[対面/face to face]：エントロピーの原理
２つの系の間での熱交換の考え方から、系および相互作用を持つ系全体でのエントロピー変化について学習する。
13[対面/face to face]：理想気体のエントロピー変化
熱力学の第1基礎式、エントロピーの定義式から、理想気体のエントロピー変化を各状態変化の観点から学習する。
14[対面/face to face]：総合演習
工業上で頻繁に利用されているサイクルを始めとする演習問題により、統括的な理解を深める。
授業時間外の学習（準備学習・復習・宿題等）Work to be done outside of class (preparation, etc.)
【本授業の準備・復習等の授業時間外学習は、4時間を標準とする】
毎回の演習問題の復習を中心に行い、また、シラバスの講義計画に従って、基本的な状態量や法則の概要をあらかじめ事前学習する。
テキスト（教科書）Textbooks
河野通方 他共著：「工業熱力学（基礎編）」 東京大学出版
参考書References
必要に応じて、講義中に紹介する。
成績評価の方法と基準Grading criteria
評価方法： 平常点（10%:授業内演習）および期末試験(90%)で評価するが、原則として課題提出率70％以上を成績評価対象とする。
評価基準： 本科目において設定した到達目標を60%以上達成している学生を合格とする。
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
期中・期末アンケートから、全体的な授業内容については評価・満足度も高く、また板書、説明等についてもわかりやすく丁寧で良いとの評価が多かったので、引き続き注意しながら授業を行います。演習問題も理解につながったがさらに増やして欲しいとの要望もありましたので、適切な授業進度を確保しながら出来るだけ多くの演習問題も行いたいと思います。エントロピーの原理について理解が不足していたとのコメントもありましたので、各種状態量についての内容も修正しますが、授業外学習とオフィースアワーも積極的に利用し、自主的理解にも努めてください。
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
各授業のお知らせ、教材の配布および課題提出等は、学習支援システムで行います。
その他の重要事項Others
【カリキュラムの中の位置づけ】
工学の最重要基礎科目の1つである熱力学として、基礎熱学を基礎とし、熱力学の基礎的な原理・法則を重点として、熱と仕事の基本概念の理解を講義および演習により学習する。
【この科目に先行して学ぶことが望まれる科目】
基礎熱学