| 授業科目 材料熱力学 |
担当教員 平澤 英之 |
開講期 後期
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| 科目番号 610114 |
対象学年・学科・コース 専攻科1年 生産工学専攻 (環境材料工学コース) |
単位区分 選択必修 学修単位 |
単位数 ２単位 |
| 授業概要・授業方針
本講義では、熱力学に関する知識を修得し工学に応用する力を身につけることを目的としている。そこで、熱力学第一法則、第二法則に関する演習を行なうことで専門知識を修得する。また、企業・産業において熱力学、熱測定が重要な課題となる例について説明し、TG-DTAやDSCなど実際の熱測定データを活用して、材料設計に応用できる能力を養う。
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到達目標
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| 授業要目 | 到達目標 との対応 |
自己点検 |
| 1 | 熱力学第一法則に関する熱力学演習問題と説明 （U＝Q＋W、H=U＋PV等 第一法則の関数） | 1 | |
| 2 | 熱力学第一法則に関する演習問題と説明（状態量について、理想気体、等温可逆膨張・圧縮、断熱可逆膨張圧縮） | 1 | |
| 3 | 熱力学第一法則に関する演習問題と説明１（仕事、熱量の具体的計算 Cv、Cp 他） | 1 | |
| 4 | 熱力学第一法則に関する演習問題と説明２（仕事、熱量の具体的計算 Cv、Cp 他） | 1 | |
| 5 | 熱化学演習問題と説明（燃焼熱、Hessの法則他） | 1 | |
| 6 | 熱力学第ニ法則に関する熱力学演習問題と説明１（ΔS=ΔQ/T他） | 1 | |
| 7 | 熱力学第ニ法則に関する熱力学演習問題と説明２（カルノーサイクル他） | 1 | |
| 8 | 中間試験 | 1 | |
| 9 | 熱力学第ニ法則に関する演習問題と説明（カルノーサイクル、熱効率） | 1 | |
| 10 | 熱力学第ニ法則に関する演習問題と説明（エントロピーの解釈、混合エントロピー) | 1.2 | |
| 11 | 熱力学第ニ法則に関する演習問題と説明（G=H-TS、A=U-TS、自由エネルギー導出過程） | 1.2 | |
| 12 | 熱力学第ニ法則に関する演習問題と説明（自由エネルギーの計算と意味） 相平衡に関する演習問題と説明 | 1.2 | |
| 13 | 企業における熱力学・熱的特性解析の役割 | 3 | |
| 14 | 熱力学・熱測定が重要な課題の例１ | 3 | |
| 15 | 熱力学・熱測定が重要な課題の例２ | 3 | |
| 16 | DSCおよびTG-DTAによる熱解析 | 3 | |
| 17 | 期末試験 | 1.2.3 |
| 到達達成度の指標（ルーブリック） |
| 到達 目標 |
理想的なレベル（Ａ）の目安 | 標準的なレベル（Ｂ）の目安 | 未到達なレベル（Ｃ）の目安 | 自己評価 |
| 1 | 熱力学第一法則、熱力学第二法則を理解し、説明することができる | 熱力学第一法則、熱力学第二法則を用いた熱力学に関する計算ができる | 熱力学第一法則、熱力学第二法則を用いた計算ができない | Ａ・Ｂ・Ｃ |
| 2 | 自由エネルギー、エントロピー等を用いて、種々の現象と熱力学を関連づけた説明ができる | 自由エネルギー、エントロピー等に関する熱力学の演習問題ができる | 自由エネルギー、エントロピー等に関する熱力学の計算ができない | Ａ・Ｂ・Ｃ |
| 3 | 熱力学的知識を活用した熱分析、および効率の良い材料設計を行なうことができる | 熱力学的知識を活用し、材料設計を行なうことができる | 熱力学的知識を活用した材料設計ができない | Ａ・Ｂ・Ｃ |
| 到達度評価
試験成績 80%、小テスト、課題レポート、ノート等の評価 20％ 授業の欠席時数が開講時数の1/4を超えた場合は原則として単位を認定しない。 |
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| 履修上の注意
自分の力で専門書を活用し、問題を解決することができる能力を養ってください。
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| 事前学習・自己学習・関連科目
関連科目として本科3年:物理化学、4年：材料物理化学、5年：エネルギー材料工学、材料物性学等多くの科目と関連がある。 事前学習は上記関連科目で用いたテキスト、授業ノートを活用し復習をしておくこと。 |
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学習・教育目標
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