熱工学(月曜、3 時限, B101) 選択必修科目・生物生産工学専攻学生は

熱工学(月曜、3 時限, B101) 選択必修科目・生物生産工学専攻学生は必修。
教科書 「ポイントを学ぶ 熱力学」平山・吉川編著 丸善、2800+税
１ ．I n t r o d u c t i on （熱力学とはなにか？）
工学としての熱力学
厳密性よりも応用性。単純で応用範囲の広い近似としての古典物理学の重要性
古典物理学（古典力学、電磁気学、熱力学）
ただし、一般的な熱力学は“古典力学”や“電磁気学”の全体を含む。→古典物理学の基本。
熱力学
元々は熱機関（エンジン）の作動原理を説明するために生まれた。従ってエネルギー形態と
して熱エネルギーと力学的エネルギーの関係から説明される場合が多い。
但し、原理そのものは電気エネルギー、核エネルギーその他にも応用可能。
この講義では、主に「古典的」熱力学と環境工学で必要な「蒸気・空気調和」を扱う。
工学系の基礎教養
＊ 物理化学的な世界観 マクロとミクロ、互いに補いあって機能している。
マクロ（現象論）…熱力学 → 経験的、現象論的，汎用性，根本部分は”black box ”
ミクロ（分子論）…統計力学 → 理論的（量子力学がBase ），モデル化，厳密性，煩雑
＊ ”変化”と平衡（バランス）を予想するために最も有効。
物理・化学変化（自然界の全システム）がどの様に（どの方向にどの程度）起こるかを推定
する。
物理変化 … 気化（蒸発・沸騰・昇華），液化（凝結・融解・溶融・溶解）
固化（結晶化・凝固），相分離，吸着，拡散，発電・・・
化学変化 … 化学反応，電気化学反応（電池）
物理＋化学変化 爆発，熱機関，・・・・
系（システム）の基礎要素
システムの３ 要素
E （Energy ）
例
Ｅ
人間（生物）
食料（太陽光）
コンピュータ
電気エネルギー
国家
国民
熱力学的世界
全エネルギー
M （Material ） I （Information ）
Ｍ
Ｉ
体
意志（DNA ）
ハードウェア
ソフトウェア
領土
主権（政府）
全物質
熱力学法則
授業内容
温度と熱量(1章)
熱力学の基礎
熱力学の第一法則（2章）
理想気体（3章）
熱力学の第二法則（4章）
熱力学の一般関係式（5章）
蒸気（6章）
冷凍サイクル（7章）
空気調和（6章）
伝熱の基礎（10章）
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授業予定
回数 日 付 内 容
10/02
第 1回 熱力学とは
10/16
第 2回 温度と熱量、熱物性、エネルギ保存則
10/23
第 3回 熱力学の基礎、単位系、内部エネルギ、エンタルピ
10/30
第 4回 完全ガス、定義と特性、比熱
11/06
第 5回 断熱・等温・等圧・等容変化、ポリトロープ変化
11/13
第 6回 サイクル、カルノーサイクル
11/20
第 7回 エントロピ、定義と応用
11/27
第 8回 実在気体、蒸気の性質、van der Waalsほかの状態式、蒸気表
12/04
第 9回 蒸気圧縮冷凍サイクル、モリエル線図、吸収冷凍サイクル
12/11
第10回 湿り空気の定義と特性、温度、湿度の各状態量
12/18
第11回 湿り空気線図とその応用
01/15
第12回 伝導伝熱、フーリエ則、熱収支
01/22
第13回 一次元伝導伝熱
01/29
第14回 講義のまとめ(質疑応答を中心に)
02/05
期末試験
出席
原則として、毎回講義時に小テストを課す。 → 出席の確認。
試験
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電卓持参可
テスト範囲は授業で扱った範囲。
テキスト、配布プリントの内容、例題、章末問題、小テストに類するもの。
テスト・授業の日時は変更することもある。掲示に注意。
追試は行わない。
採点基準
60/100 未満 ･･･ 不可、60/100 ～70/100 ･･･ 可、70/100 ～80/100 ･･･ 良、80/100 ～ ･･･ 優
授業情報
＊ Home Page:http://ruby.ans.kobe-u.ac.jp/lecture/thermo/2002/に授業情報を載せる予
定。内容の訂正、追加等は随時行いますので、最新の情報を手に入れてください。なるべ
く早く接続を確認すること！。
文書を読むためにはA c r o b at R e a d er V e r.4 （以降）が必要（ダウンロード無料）
。
＊ 授業内容、ホームページに関する質問は[email protected]まで。直接研究室に訪ねて来
ても良いですが、なるべくメールでアポイントメント（予約）を取ってください。
講義終了時に、講義の内容について小テスト(約15分、10点×10回、教科書、ノート等参照可)を
実施する。この小テストと期末試験(200点)の合計点数が満点(300点)の60-69％ならばＣ，70-79％
ならばＢ，80-100％ならばＡと評価する。期末試験の受験資格は、全講義日数の2/3以上の出席者
に限る。
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