熱力学および演習

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(a)主題:古典力学の根幹を成す学問の一つである熱力学は, 熱とエネルギーの等価性を示し, また, 現象が進む方向を示す. 熱力学の最も基礎的な考え方である熱力学第一法則, 熱力学第二法則を基礎として, その応用である熱機関などを勉強する.
(b) 達成目標:熱力学の最も基礎的な考え方である熱力学第一法則, 熱力学第二法則をしっかりと身に付け, 熱効率やエントロピーの概念を習得し計算する. また, それを発展させて熱機関や冷凍機の性能などを計算できるようになることを目標とする.

なし

力学および演習

JSMEテキストシリーズ 熱力学:発行元 日本機械学会(2023年07月)ISBN:978-4-88898-332-7
講義ノートの配布

(a)授業内容:講義時間の前半はスライドに従って講義ノートをまとめます。後半に演習課題を指示します。課題の提出を持って出席とします。なお、演習問題や講義の内容に関してわからないことがある場合は、講義時間中にTAからアドバイスを受けてください。
第 1回(4/14)ガイダンス
第 2回(4/21)基本概念・熱力学第0法則
第 3回(4/28)閉じた系における熱力学第1法則
第 4回(5/12)開いた系における熱力学第1法則
第 5回(5/19)理想気体における熱力学第1法則
第 6回(5/26)熱力学第2法則・カルノーサイクル
第 7回(6/ 2)演習解説・中間試験
第 8回(6/ 9)エントロピ
第 9回(6/16)ガスサイクル1 (オットー・ディーゼル)
第10回(6/23)ガスサイクル2 (スターリング・ブレイトン)
第11回(6/30)蒸気とその性質
第12回(7/ 7)蒸気原動機サイクル
第13回(7/14)冷凍サイクル・空気調和
第14回(7/21)エネルギ有効利用とエクセルギ
第15回(7/28)演習解説・期末試験

(b)授業の進め方:
前半(目安40-60分程度)
・講義ノート(プリント)
・スライドよる講義
後半(目安70-90分程度):演習
・演習問題
・関数電卓必須
演習問題の解答:教室での授業時間内の提出。

質問は講義時間中にTAからアドバイスを受けてください

ピッツバーグ大学医学部放射線医学・生物学科でのポスドク経験(生体組織における輸送シミュレーション)
Vazquez AL, Masamoto K, Kim SG. Dynamics of oxygen delivery and consumption during evoked neural stimulation using a compartment model and CBF and tissue P(O2) measurements. Neuroimage. 2008 Aug 1;42(1):49-59. doi: 10.1016/j.neuroimage.2008.04.024. Epub 2008 Apr 16. PMID: 18504146; PMCID: PMC2710983.
Masamoto K, Tanishita K. Oxygen transport in brain tissue. J Biomech Eng. 2009 Jul;131(7):074002. doi: 10.1115/1.3184694. PMID: 19640134.

適宜

(a)評価方法:
1) 各回の演習 20%
2) 中間試験 30%
3) 期末試験 50%
で、総合評価
(b)評価基準:
以下の到達レベルをもって最低達成基準とする.
・熱力学第一法則を正しく理解し, エネルギーの計算に応用できること.
・熱力学第二法則を正しく理解し, 熱効率や仕事の計算ができること.
・熱機関の簡単な計算ができること.

適宜メール(netsuriki2025@nvu.mi.uec.ac.jp)で連絡すること

熱はあらゆる現象の基礎となるエネルギーである. エネルギー問題や温暖化問題を考える上で必要欠くべからざる教科であるのでしっかりと基本的な考え方を把握して欲しい.

○授業形態(対面主体)
○使用ツール(WebClass)

[参考書]
「わかりやすい熱力学」(森北出版)
著者:一色尚次, 北山直方
「熱力学概論」(養賢堂)
著者:森康夫, 一色尚次, 河田治男