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【授業の目的】
　熱力学は，熱を機械仕事に変換する際に必要な学問で有り、エネルギーを取り扱う工学分野に関わる人にとって必須の科目である。輸送機器(自動車･航空機･船等)、空調設備(エアコン･冷蔵庫)、プラント(発電所･鉄工所)等、エネルギーに関わるあらゆる機器の設計には熱力学が必要不可欠である。本講義では熱力学の基礎概念を学ぶ。


【授業の概要】
○ 熱力学の基礎概念として熱平衡(熱力学第0法則)と状態量を学び、基本法則である熱力学第1法則と第2法則を学習する。また、理想気体や上記などの状態変化、有効エネルギーの概念も学ぶ。
○ 熱機関の基礎概念を理解し、計算方法を習得する。
○ 自由エネルギーの概念を理解する。
○ 講義中に演習を実施し、学習内容を復習する。


【達成目標】
本授業の達成目標は、以下の5項目である。
1. 熱量と比熱、熱平衡及び状態量などを説明することが出来る。
2. 熱力学第1法則及び第2法則を説明できる。
3. 理想気体の状態変化を各仮定の下、解くことが出来る。
4. 理想的な熱機関(カルノーサイクル)の基礎問題を解くことが出来る。
5. エクセルギー、自由エネルギーを計算することができる。

【授業の方法の説明】
講義1時間程度、演習30分という形で授業を行う。
熱力学は小中高ではあまり触れてこなかった範囲で有り、大学で初めて学ぶ事が多く定義をしっかりと理解する必要がある。そのため板書が多くなるが、それではノートを書くのに時間がとられてしまうため、板書に時間をとられそうな部分はプリント片を配布し板書時間の節約につとめ、講義内容を聞く時間や理解する為に割く時間を確保した。
また1時間の講義の後、演習問題を解く時間を設け、授業中にその授業内でやったことを復習するための時間を設けた。

【講義に際し必要な物】
　筆記道具(鉛筆類、消しゴム類)、ノート、のり

【講義レベル及び支援について】
　比較的高めに設定している。
　しかし授業内で充分に理解してもらうような構成とした。
　またより深く理解してもらうため、授業内と4限もしくは5限に演習の時間を設ける。　

【講義計画】(括弧内は講義時間の目安)
1．ガイダンス(1回目)
　本講義の目的、内容及び成績評価方法などについて、説明する。授業の概要として、熱力学を学ぶことの意義とその概要について、熱力学の歴史的発展を知る。
2．熱の基本的概念(2,3回目)
　熱に関する現象を説明する上で必要となる基本概念として、熱量と比熱、熱平衡と状態量を学ぶ。
3．熱力学第1法則(4,5回目)
　熱がエネルギーの一つの形で有り、お互いに交換することが可能であることを理解し、熱と仕事の関係を表す熱力学第1法則を学ぶ。また、内部エネルギーとエンタルピーについても理解する。
4．理想気体の状態変化(6,7回目)
　理想気体の状態方程式を学び、理想気体が可逆的に変化する場合に成り立つ状態量の関係式、変化の過程において出入りする仕事及び熱量の求め方を学ぶ。
5．熱力学第2法則･エントロピー(9-11回目)
　熱を仕事に変換する理想サイクル(カルノーサイクル)について学び、熱を仕事に変換する際に一定の制約を受けて完全には変換できないことを理解する。熱力学第2法則を規定する状態量であるエントロピーについて知り、その導出について学ぶと共に、その熱力学的意義を理解する。
6．エクセルギー･自由エネルギー(12,13回目)
　熱機関で利用可能なエネルギーについて理解する。
7．熱力学の一般関係式(15回目)
　熱力学をより詳しく理解し上手に扱うために、熱力学の一般関係式に関して触れる。
8．演習(8,14回目)
　講義の内容に応じて必要な回に演習回を設置する。
9．習熟度確認
　本講義の達成目標に記載されている項目の習熟度を確認する。



【成績評価】
習熟度確認テストの結果に基づき、以下の基準で評価する．
加点対象：出席、課題

AA すべての達成目標に到達し、応用問題を解くことができる．
A 達成目標5個中4つ程度を充分に理解している。
B 達成目標を概ね(5個中2~3つ程度を)理解している。
C 達成目標に到達できるだけの知識を習得している。
F 達成目標に到達していない。習熟度確認テストを受けていない。


【授業時間外学習（予習・復習等）の説明 】
授業内容の復習が可能な様に課題およびその答えをウェブサイトに掲示した。授業を聞いているとその場ではなんとなくわかったつもりになっていることがあるが、実際に問題は解けないことがあると思う。授業終了後できればすぐその日のうちに授業内容の復習をしっかりすること。
授業内容は比較的難しいが、毎年90％以上をとる学生が何人か出ます。
その学生を見ていると、その都度の理解および復習が実っていると感じます。

【備考１】
　システム工学群　専門基礎科目 2年生 2Q 火金3限
　講義部屋：感染症対策のためオンライン
　担当教員居室：C428


【テキスト】
『JSMEテキストシリーズ　熱力学』日本機械学会編　丸善 ISBN: 4-88898-104-3
必要に応じて補助テキストを配布する。