熱力学２

講義の概要と目的
熱力学の基本概念，熱力学第0法則，熱力学第1法則，熱力学第2法則などが，学習されていることを前提に講義を行う．内容は，エネルギー有効利用とエクセルギー，熱力学の一般関係式，化学反応と燃焼，各種ガスサイクル，蒸気サイクル，冷凍サイクルと空気調和などである．

履修上のアドバイス
熱力学１の内容を十分に理解していることが望ましい．同時期開講してる熱力学演習を履修することによりさらに学習が効果的に進むと思われる．さらに，３年前期に開講するエンジンシステムとの関連も非常に強いので，本講義を理解することは，重要である．

1.	熱力学の第一法則および第二法則の理解し，仕事を発生できる潜在能力について説明することができる．
2.	仕事を発生できる潜在能力の概念を理解し、説明できる．
3.	化学反応と熱力学の関係について説明できる．
4.	熱機関の基本サイクルとその特性について説明できる．

1.	熱力学１のまとめと復習 (Introduction) 熱力学を学ぶ意義について前期で学習した熱力学１の内容を復習しながら解説する．内容は，主に次の３点である．１．熱力学の基本概念と熱力学第０法則．２．熱力学第１法則．３．熱力学第２法則．
2.	エクセルギー解析の必要性 (Background of Exergy Analysis) エネルギーを有効利用するために重要な「質としてのエネルギー」の概念について解説する．
3.	最大仕事の考え方 (Maximum Work) 仕事を発生する潜在能力に対して，熱機関，燃料電池および水力発電を例に基本的な考え方を解説する．
4.	自由エネルギー (Free Energy) 燃焼や燃料電池などの化学反応の最大仕事および平衡条件の記述に用いられる自由エネルギーについてエクセルギーとの関係を含めて解説する．
5.	熱力学の一般関係式 (General Thermodynamic Relation) 数学的な誘導により物質の状態量を求め，熱力学の基礎概念を解説する．
6.	化学反応と燃焼 (Chemical Reaction and Combustion) 化学反応を用いるエネルギーの抽出方法の概念について解説する．
7.	反応熱と標準生成エンタルピー (Heat of Reaction and Standard Enthalpy of Formation) 反応熱と標準生成エンタルピーを解説し，断熱火炎温度の計算を行う．
8.	燃焼現象 (Combustion Phenomena) 固体，液体，気体の３種類の燃料の燃焼現象について解説する．また，気体の燃焼を例に取り上げ火炎構造について解説する．
9.	中間試験
10.	熱機関とピストンエンジンのサイクル (Heat Engine and Piston Engine Cycle) 熱力学の第２法則で取り扱ったカルノーサイクルを基本として、オットーサイクル、ディーゼルサイクル等のピストンエンジンのガスサイクルについて解説する。
11.	ガスタービンエンジンのサイクル (Gas-Turbine Engine Cycle) ブレイトンサイクルおよびエリクソンサイクルなどのガスタービンエンジンのサイクルについて解説する．
12.	蒸気の性質 (Properties of Vapor) ランキンサイクルを理解するために重要な基本として重要な蒸気の性質について解説する．
13.	ランキンサイクル (Rankine Cycle) 蒸気機関の基本サイクルであるランキンサイクルについて解説する．
14.	冷凍サイクル (Refrigeration Cycle) 冷凍機や空調機の原理およびサイクルについて逆カルノーサイクルに解説する
15.	期末試験および問題の解説

演習および中間テストの結果：２０％
定期試験の結果：８０％

JSMEテキストシリーズ　熱力学　日本機械学会
本講義では，上記の教科書から下記に示した第５章から第１０章までを中心に解説する．
第5章　エネルギー有効利用とエクセルギー
第6章　熱力学の一般関係式
第7章　化学反応と燃焼
第8章　ガスサイクル
第9章　蒸気サイクル
第10章冷凍サイクルと空気調和

熱力学１を履修していることが必要である．
また，同時期に開講されている熱力学演習を履修することを薦める．
必ず，関数計算の可能な計算機を毎回の講義に持参すること．
だたし、中間試験および期末試験では、計算機の持ち込みは禁止である．

1.	(A)材料，流体，熱・エネルギー，振動・制御，設計・加工，応用領域の６分野を柱として専門基礎知識を活用できるとともに，それらを互いに関連づけてデザインの基本概念を理解することで，技術的・社会的要求の実現に向けた具体的なプロセスを発案し，計画を遂行することができる．
2.	(C-1)エネルギー問題や環境問題などについて，熱力学的視点からグローバルな議論ができる．
3.	(E)機械の運動機構や動特性，構造や強度，物質・運動量・エネルギーの流れなど，機械工学の基盤技術に関わる物理現象を，自然科学の法則に基づいて理解することができる．
4.	(F)機械に関わる諸現象を物理の原理から数学的に導くことができ，機械の設計や性能評価に必要な技術計算ならびに統計処理を正確に適用することができる．

・	大宮キャンパス：水曜日の昼休み
・	豊洲キャンパス：火曜日および木曜日の9:00〜12:00．いずれの場合も，e-mailで予約を入れることが望ましい． yahagi@sic.shibaura-it.ac.jp

環境に関連しない科目

最終更新 : Thu Mar 28 07:44:32 JST 2013

開講部	工学部
開講学科	機械工学科
開講学年	2年次
開講時期	後期
単位数	2
単位区分	選択必修
系列区分	専門
講義区分	講義

A0300200

授業の概要

達成目標

授業計画

評価方法と基準

教科書・参考書

履修前の準備

学習・教育目標との対応

オフィスアワー

環境との関連