熱力学及び伝熱工学

科目ナンバリング U-AGR03 2C143 LJ83 開講年度・開講期 2021 ・ 後期
単位数 2 単位 授業形態 講義
配当学年 2回生 対象学生
使用言語 日本語 曜時限 火1
教員 中嶋 洋 (農学研究科 教授)
授業の概要・目的 熱力学に関する基礎的な事項を解説し,応用事例として熱機関や冷凍機などを取り上げ,その動作原理の理解を深める.伝熱工学については,熱伝導,対流熱伝達,ふく射熱伝達に関する基礎的な事項を解説し,熱交換器などの各種伝熱装置について伝熱工学的な視点から理解を深める.
到達目標 熱力学に必要な各種物理量の基礎知識を理解できること。
熱力学の第1法則(熱現象におけるエネルギー保存則)の概念を正しく理解できること。
熱現象の可逆過程と非可逆過程、エントロピーの概念などを正しく理解できること。
熱力学の第2法則の考え方を理解できること。
基本的なエネルギー計算ができること。
熱機関などの熱エネルギーの移動によって動作する機関の原理を正しく理解できること。
授業計画と内容 以下1~9の課題について,1課題あたり1~2週の授業をする.
 1) 熱力学で扱う単位と物理量:温度,熱量,比熱
 2) 熱力学第0法則:系の考え方,温度と第0法則,温度と分子運動の関係,エネルギー分配
 3) 熱力学の第1法則:熱量と仕事,内部エネルギー,準静的過程,閉じた系と開いた系
 4) 理想気体:状態方程式,比熱と内部エネルギー,等温,等圧,等積,断熱,ポリトロープ
 5) 熱力学の第2法則:カルノーサイクル,熱効率,クラウジウス積分,エントロピーと状態変化
 6) 熱力学的関数:ヘルムホルツの自由エネルギー,ギブスの自由エネルギー
 7) 燃焼とガスサイクル:オットーサイクル,ディーゼルサイクル,サバテサイクル
 8) 実在気体と冷凍サイクル:蒸気,状態方程式,冷凍機
 9) 伝熱工学:熱伝導,熱交換器,ふく射伝熱

 <<期末試験>>
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成績評価の方法・観点 【評価方法】
平常点(5点),レポート点(15点),期末試験(80点)の計100点満点で評価する.

【評価基準】
評価基準及び方針については、当該年度農学部学生便覧記載の[評価基準及び方針]による。
履修要件 応用数学を履修しておくことが望ましい.
授業外学習(予習・復習)等 次回の授業範囲を配布プリントにより予習し,専門用語の意味や式の展開を理解しておくこと.
教科書 プリントを配布する。
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