Web Syllabus(講義概要)

平成25年度

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熱力学(Thermodynamics) 飽本 一裕
2年 後期 専門基礎科目選必 2単位
【ヒューマン・後】 13-1-1223

1.
授業目標
エネルギーは人類の生活に必須ですし、地球環境の将来もエネルギー利用の効率化にかかっています。特に、福島第1原発事故以来、エネルギーは国民的論議の的になっています。この授業では、エネルギーシステムの基本である熱力学の基礎を理解し、熱力学の応用であるエンジンや発電、新エネルギー等のエネルギー変換システムを理解できるようになります。
2.
授業概要
まず、熱力学第1法則や第2法則等の熱力学の基礎を理解します。熱力学の応用に、ガソリンエンジンやジェットエンジンがあります。ジェットエンジンは火力発電にも応用されています。これらエネルギー変換システムの効率化がCO2等の廃棄物を削減し、地球環境の改善につながります。さらに、原子力や自然エネルギー(水力発電、太陽光発電、風力発電、バイオマス発電等)についても時間がある限り学習します。
3.
準備学習(授業時間外の学習)
微分と積分がほぼ毎回出てきますので、常に知識を磨いておいてください。
宿題やレポートは必ず提出してください。
このシラバスを参考にして、教科書を予習して授業に臨んでください。
授業の理解が飛躍的に上昇するでしょう。
4.
授業計画
1. 発電と熱力学と熱エネルギー
2. 気体の性質、その1
3. 気体の性質、その2
4. 熱力学第1法則:ジュールの実験等
5. 熱力学第1法則の応用、エンタルピー
6. 熱力学第2法則とエントロピー
7. 理想的なエンジン:カルノーサイクル
8. カルノーサイクルの応用&中間試験
9. 外燃機関と蒸気機関
10.内燃機関とガソリンエンジン、ディーゼルエンジン
11.ジェットエンジン、火力発電(ランキンサイクル)
12.冷凍システム(エアコン、ヒートポンプ、冷蔵庫)
13.自然エネルギー1:太陽光発電、風力発電と地熱発電
14.自然エネルギー2:バイオマス発電と廃棄物発電
15.省エネルギー&期末試験
13,14回目の授業「自然エネルギー」についてはプロジェクト演習として学生に発表してもらう可能性もあります。
5.
成績評価の方法、基準
授業参画度、読書感想文、宿題(計4割程度)、レポート(2割程度)、中間・期末試験(各2割程度)
読書感想文を書くには、エネルギーに関連した本(小説は不可)を図書館で借りて読み、まず、著者、題名、発行所、発行年を紹介し、本の粗筋を記述します。次に、著者が強調するポイントを幾つか述べ、それらに対する自分の感想や共鳴した個所、そして全体的な感想も書いてください。また、自分が最も興味をもった個所を最低1ページコピーし、そのページのどこにどのように興味をもったかを説明してください。長さはA4用紙1枚以上です。
13,14回目の授業「自然エネルギー」についてはプロジェクト演習として学生に発表してもらう可能性もあります。
6.
使用テキスト及び使用教材
教科書:飽本一裕著「今日から使える熱力学」講談社(2008) \2415
参考書:石原敦・飽本一裕著「ゼロからスタート熱力学」日新出版(2002) \1680
7.
その他
熱力学の学習には微分と積分の知識が必要ですから、なるべく微分積分学の関連単位を取得した人、または微積分がわかる人のみ受講するようにしてください。
また、卒業間近の学生も他の学生と同様に公平に扱い、特別配慮は決してありません。