熱力学演習

Exercise on Thermodynamics

9975399

75BATHE211

塚原　隆裕、小笠原　宏、上野　一郎

Ichiro UENO, Ko OGASAWARA, and Takahiro TSUKAHARA

2024年度後期

JFY2024 2nd

木曜2限

2nd, Thu.

創域理工学部　機械航空宇宙工学科

Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Faculty of Science and Technology

1.0単位

演習

Seminar

-

① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

熱力学は，機械工学・航空宇宙工学の基礎を成す「4力学」のうちの一つであると同時に古典物理学の柱の一つでもあり，熱から機械仕事への変換を論じた学問である．熱力学を身に付けることにより，エネルギーの視点から自然界がどのように姿を変えていくか理解できるようになる．とくに，蒸気タービン，エンジン，熱交換機，冷凍機に代表されるように，熱を移動させたり，熱から機械仕事を取り出したりするための熱流体機器は数多くあり，これらの動作原理を理解し，より優れた機械を設計するために熱力学は欠かせない学問である．受講生は本演習を通じて，熱力学1および熱力学2の講義で修得した内容についてさらに理解を深めるため，さまざまな基礎的問題を解くことでその応用力や問題解決力を身に付ける．

熱力学1および熱力学2の講義で修得した「熱力学第１法則および第2法則」，「熱力学の一般関係式」，「定常流動系と圧縮性流体」，「ガスサイクル」，「蒸気サイクル」に関連する基礎的な演習問題を解き，熱力学の原理と応用を体系的に習得する．本学科のディプロマ・ポリシーに定める『2.機械航空宇宙工学分野で必要な基礎学力と、その上に立つ専門知識。』を身に付けるための科目である．

熱力学1および熱力学2の講義で修得した「熱力学第１法則および第2法則」，「熱力学の一般関係式」，「定常流動系と圧縮性流体」，「ガスサイクル」，「蒸気サイクル」に関連する基礎的な演習問題を適切に解くことが出来る．

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​

熱力学1および熱力学2の内容を復習しておくこと．
講義だけでなく，自習のなかで教科書の例題や演習問題を徹底的に学習すること．
演習時には熱力学1および熱力学2の教科書やノート，関数電卓を持参すること．
It is desirable for any students taking this course to understand the topics in Thermodynamics IA and Thermodynamics IB. Bring textbooks for those courses as well as scientific calculator.

プレゼンテーション　Presentation／-

-

各回の講義で，復習と次回へ向けての予習の指示をする．特に，教科書の例題や演習問題に関する学習を徹底し，論理的思考力・問題解決力を身に付ける．
Instructions on preparation and review will be given for each lecture.

到達度評価，演習問題の解答，出席状況の総合評価．
Qualification exam, contributions to lectures (explain how to solve problems, etc).

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

N

-

教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

日本機械学会，JSMEテキストシリーズ　「熱力学」，日本機械学会（2002）．
山本 誠・他，「機械工学（理工系の基礎）」，丸善出版 (2015)．
谷下 市松，「工業熱力学　基礎編」，裳華房（1981）．
谷下 市松 ，「工学 基礎熱力学」，裳華房（1982）．
Y. Cengel, M. Boles, "Thermodynamics: An Engineering Approach", McGraw-Hill.
田崎 晴明，「熱力学 −現代的な視点から」 (新物理学シリーズ)，培風館（2000）．
イリヤ・プリゴジン，ディリブ・コンデプディ（妹尾 学・岩元 和敏 訳），「現代熱力学 −熱機関から散逸構造へ−」，朝倉書店（2001）．
など．
この他，内容に関連して適宜指示する．

１〜２．　熱力学第１法則
３〜４．　熱力学第２法則
５〜６．　実在気体，自由エネルギー
７〜８．　湿り蒸気，膨張過程
９〜１０．　定常流動系，圧縮性流体
１１〜１２．　ガスサイクル
１３〜１４．　蒸気サイクル・冷凍サイクル
１５． 到達度評価と解説
それぞれの内容に関連して，１週目に例題を用いた解法例の紹介と解説を行うと同時に同内容に関する課題を配布する．２週目に前週に配布した課題の解答および解説を行う．

Exercise focused topic(s) in a pair of classes. 1st week: examples how to solve the problems, 2nd week: problems
1-2. 1st law of thermodynamics
3-4. 2nd law of thermodynamics
5-6. Real gas, free energy
7-8. Wet vapor, gas expansion
9-10. Compressible flows
11-12. Gas cycles
13-14. Vapor cycles, refrigeration cycles
15. Qualification.

-

Mathematica／-

-

-

-