授業の目的 【日本語】
Goals of the Course(JPN) | | この授業科目では，既習の化学熱力学を基本として，エネルギー理工学科の教育目標を達成するため，社会での実用スキルの修得を目的とした演習によって，受講生が熱力学を使いこなせるようになることをねらいとしています．この授業では，教養教育院で学んだ熱力学を復習するとともに実世界で見られる熱力学に係る工学的問題例を学修することにより，実社会で熱力学が如何に応用されるかを理解することが目的です．演習を通じて，熱力学的基礎知識を自信をもって実用するためのスキルも獲得します．具体的に以下の事例を学修することを目標とします．
1) 既習の化学熱力学で学習した熱力学第一法則に係る演習問題が解ける．
2) 既習の化学熱力学で学習した熱力学第二法則に係る演習問題が解ける
3) 与えられた圧力平衡条件下での圧力平衡に係る熱力学的諸量を定量できる．
4) 与えられた電気化学平衡条件下での電気化学平衡に係る熱力学的諸量を定量できる．
5) 代表的2成分系相平衡図に係る物質の平衡状態の各成分に係る定量的計算ができる
6) 実用火力発電所を熱機関としてモデル化し，熱効率を定量できる．
7) ガスサイクルの構成とそれに整合するP-V線図およびS-T線図が描ける．
8) 与えられた化学反応による燃焼に係る熱力学諸量の定量的計算ができる
9) 与えられた化学反応に伴う反応進行度の定量的計算ができる．
10) クラジウスークラペイロンの式に整合するように純物質の状態図が描ける．
11) 実存気体の状態方程式の例に基づいて，実存気体の理想気体との定量的差異を説明できる．
12) 与えられた冷凍サイクルについて，動作係数の定量的計算ができる．
13) 飽和蒸気の熱サイクルについて説明でき，乾き度等の実用的な評価ができる．
14) 総合的復習問題の解答が制限時間内にできる．採点結果の返却を得て到達水準を各自で確認して不足能力を復習できる．
15) 熱力学に係る基礎と工学応用に及び総合力が必要なエネルギー工学系大学院入学試験で過去に出題された入試問題を実際に試解答して，実力が習得できたことを各自で確認する． |
|
|
授業の目的 【英語】
Goals of the Course | | This lecture helps students develop an intuitive understanding thermodynamics by emphasizing chemical thermodynamics already learned and practical arguments in order to reach at the educational goal of the Department of Energy Science and Engineering. The class covers the basic principles of thermodynamics learned in the Institute of Liberal Arts and Sciences while presenting real-world engineering examples so students get a feel for how thermodynamics is applied in engineering practices.
The exercise lessons in the class explore the various facets of thermodynamics through careful use of numerous practical examples, having students develop necessary skills to bridge the gap between basic knowledge and the confidence to properly apply their knowledge as the final goal of this class.
The following knowledge and skills are expected to master in the class;
1) The students can solve quantitatively problems related to the first law of thermodynamics,
2) the students can solve quantitatively problems related to the second law of thermodynamics,
3) the students can evaluate thermochemic conditions at a given pressure equiliblium,
4) the students can evaluate thermochemic conditions at a given electrochemical equilibrium,
5) the students can evaluate weight fraction of each component in a every phase at a given equilibrium state related to the two-component-phase diagram,
6) the students can model a real world thermal electric power station as a thermodynamic process system and evaluate its thermal efficiency,
7) the students can draw a thermal cycle model for a gas turbin process and explain p-V and S-T diagrams for it,
8) the students can evaluate some thermodynamic values for chemical incineration processes,
9) the students can evaluate extent of chemacal reaction at a given thermodynamic condition,
10) the students can draw a phase diagram for a pure sabstance so as to take account of Clausius–Clapeyron equation.
11) the students can explain the difference between real gas and ideal gas based on an example of equation of the state for real gas,
12) the students can evaluate a coefficient of performance for a given refrigerating cycle,
13) the students can explain fundamental thermodynamic cycle of industrial steam cycle with saturated vapor and evaluate some thermodynamic feature such as dryness.
14) the students can solve some review excercises in a limited time, and
15) the students confirms by themselves if they can solve actual problems given at the past entrance exams for the Departments of Energy Engineering in Graduate School. |
|
|
到達目標 【日本語】
Objectives of the Course(JPN)) | | この授業科目では，既習の化学熱力学を基本として，エネルギー理工学科の教育目標を達成するため，社会での実用スキルの修得を目的とした演習によって，受講生が熱力学を使いこなせるようになることをねらいとしています．この授業では，教養教育院で学んだ熱力学を復習するとともに実世界で見られる熱力学に係る工学的問題例を学修することにより，実社会で熱力学が如何に応用されるかを理解することが目的です．演習を通じて，熱力学的基礎知識を自信をもって実用するためのスキルも獲得します．具体的に以下の事例を学修することを目標とします．
1) 既習の化学熱力学で学習した熱力学第一法則に係る演習問題が解ける．
2) 既習の化学熱力学で学習した熱力学第二法則に係る演習問題が解ける
3) 与えられた圧力平衡条件下での圧力平衡に係る熱力学的諸量を定量できる．
4) 与えられた電気化学平衡条件下での電気化学平衡に係る熱力学的諸量を定量できる．
5) 代表的2成分系相平衡図に係る物質の平衡状態の各成分に係る定量的計算ができる
6) 実用火力発電所を熱機関としてモデル化し，熱効率を定量できる．
7) ガスサイクルの構成とそれに整合するP-V線図およびS-T線図が描ける．
8) 与えられた化学反応による燃焼に係る熱力学諸量の定量的計算ができる
9) 与えられた化学反応に伴う反応進行度の定量的計算ができる．
10) クラジウスークラペイロンの式に整合するように純物質の状態図が描ける．
11) 実存気体の状態方程式の例に基づいて，実存気体の理想気体との定量的差異を説明できる．
12) 与えられた冷凍サイクルについて，動作係数の定量的計算ができる．
13) 飽和蒸気の熱サイクルについて説明でき，乾き度等の実用的な評価ができる．
14) 総合的復習問題の解答が制限時間内にできる．採点結果の返却を得て到達水準を各自で確認して不足能力を復習できる．
15) 熱力学に係る基礎と工学応用に及び総合力が必要なエネルギー工学系大学院入学試験で過去に出題された入試問題を実際に試解答して，実力が習得できたことを各自で確認する． |
|
|
到達目標 【英語】
Objectives of the Course | | This lecture helps students develop an intuitive understanding thermodynamics by emphasizing chemical thermodynamics already learned and practical arguments in order to reach at the educational goal of the Department of Energy Science and Engineering. The class covers the basic principles of thermodynamics learned in the Institute of Liberal Arts and Sciences while presenting real-world engineering examples so students get a feel for how thermodynamics is applied in engineering practices.
The exercise lessons in the class explore the various facets of thermodynamics through careful use of numerous practical examples, having students develop necessary skills to bridge the gap between basic knowledge and the confidence to properly apply their knowledge as the final goal of this class.
The following knowledge and skills are expected to master in the class;
1) The students can solve quantitatively problems related to the first law of thermodynamics,
2) the students can solve quantitatively problems related to the second law of thermodynamics,
3) the students can evaluate thermochemic conditions at a given pressure equiliblium,
4) the students can evaluate thermochemic conditions at a given electrochemical equilibrium,
5) the students can evaluate weight fraction of each component in a every phase at a given equilibrium state related to the two-component-phase diagram,
6) the students can model a real world thermal electric power station as a thermodynamic process system and evaluate its thermal efficiency,
7) the students can draw a thermal cycle model for a gas turbin process and explain p-V and S-T diagrams for it,
8) the students can evaluate some thermodynamic values for chemical incineration processes,
9) the students can evaluate extent of chemacal reaction at a given thermodynamic condition,
10) the students can draw a phase diagram for a pure sabstance so as to take account of Clausius–Clapeyron equation.
11) the students can explain the difference between real gas and ideal gas based on an example of equation of the state for real gas,
12) the students can evaluate a coefficient of performance for a given refrigerating cycle,
13) the students can explain fundamental thermodynamic cycle of industrial steam cycle with saturated vapor and evaluate some thermodynamic feature such as dryness.
14) the students can solve some review excercises in a limited time, and
15) the students confirms by themselves if they can solve actual problems given at the past entrance exams for the Departments of Energy Engineering in Graduate School. |
|
|
バックグラウンドとなる科目【日本語】
Prerequisite Subjects | | |
|
バックグラウンドとなる科目【英語】
Prerequisite Subjects | | | Fundamental Chemistry II lectured in the Institute of Liberal Arts and Sciences. |
|
|
授業の内容【日本語】
Course Content | | この授業科目では，化学熱力学と現実的な議論に重点を置きながら，受講生が熱力学を使いこなせるようになるように問題演習を行います．この演習では，教養教育院で学んだ熱力学を復習するとともに実世界で関係する工学的問題例を教科書に基づいて学修することにより，実社会で熱力学が如何に応用するかを学びます．演習と発表を通じて，熱力学的基礎知識を自信をもって実用するためのスキルも獲得します．具体的には以下の課題について事前に予告するので，指定された教科書の該当部分を各自で予習し，次の週に配付されるテスト形式の演習問題の解答を指定の答案用紙に記入して提出します．提出された答案は採点され，正答の一例とともに次の週に返却されますので，正解に至らなかった場合には，各自で正答に至るように復習して下さい．演習の具体的内容としては以下の項目を含みます．
1) 化学熱力学の復習1 熱力学第一法則の演習問題
2) 化学熱力学の復習1 熱力学第二法則の演習問題
3) 圧力平衡に係る平衡状態の定量的計算
4) 電気化学平衡に係る平衡状態の定量的計算
5) 2成分系相平衡図に係る物質の平衡状態の定量的計算
6) 火力発電所のモデル化と熱効率の計算
7) ガスサイクルの構成とP-V線図，S-T線図の描画
8) 化学反応による燃焼に係る定量的計算
9) 化学反応に伴う反応進行度の定量的計算
10) クラジウスークラペイロンの式と状態図の関係
11) 実存気体の理想気体との定量的差異
12) 冷凍サイクルの動作係数の定量的計算
13) 飽和蒸気に係る定量的計算
14) 総合演習と結果の総括
15) 大学院入学試験問題の演習 |
|
|
授業の内容【英語】
Course Content | | This lecture helps students develop an intuitive understanding thermodynamics by emphasizing chemical thermodynamics and practical arguments. The lecture covers the basic principles of thermodynamics learned in the Institute of Liberal Arts and Sciences while presenting real-world engineering examples so students get a feel for how thermodynamics is applied in engineering practice.
The exercise lessons in distributed resumes based upon the textbooks explore the various facets of thermodynamics through careful use of numerous practical examples, having students develop necessary skills including presentation to bridge the gap between knowledge and the confidence to properly apply their knowledge. |
|
|
成績評価の方法と基準【日本語】
Course Evaluation Method and Criteria | | 毎回の出席を前提とし，制限時刻までの演習問題解答提出30%,レポート課題提出10%，期末試験60%で採点し，工学部の基準に基づき評点を評価します．
授業で学習した演習内容を修得できていれば合格とし，大学院入試レベルの問題を十分に扱えれば，それに応じて成績に反映します． |
|
|
成績評価の方法と基準【英語】
Course Evaluation Method and Criteria | | Attendance and submission for Problem solving; 30%,
Reporting 10%,
Final Exam 60%.
Evaluation of the final result, grading concerning with the class will follow the standard in School of Engineering prior announced. The criteria to pass the class accords with the ability to solve practices given in the class. The better grade will be given to a student who can solve higher level problems as appear in the entrance exam for the Graduate School. |
|
|
履修条件・注意事項【日本語】
Course Prerequisites / Notes | | 履修条件は要しませんが，毎回の講義に出席し，演習レポート提出期限を厳守する必要があります．
【2022年度春学期の講義について】
新型コロナウイルス感染症（COVID-19）対策を最大限執りながらも，演習はIB011講義室にて４月１２日から原則として対面で行います．授業では，説明にパワーポイントスライドやYouTubeのビデオ教材も使用しますので，あらかじめNUCTにアクセスしてダウンロードし予習しておいてください．対面授業では演習と確認試験を行います．授業の復習はNUCTの小テスト機能または課題機能を利用することもあります． |
|
|
履修条件・注意事項【英語】
Course Prerequisites / Notes | | No special request/ condition, but attendance at every class is mandatory as well as keeping deadline strictly for submission of reports.
[About the class in 2022]
Due to countermeasure against COVID-19, lectures in the current class will be given as a face to face class manner for exercises as well as distance learning by an assist of NUCT, where MS power point files or YouTube videos are provided, you should download the specified files and watch prior to each class. The preparation and review may be performed on NUCT's quiz or reporting features. |
|
|
教科書【日本語】
Textbook | | 1) 川泉文男，他，理工系学生のための化学基礎,学術図書出版社 (2013).
2) 日本機械学会テキストシリーズ，演習熱力学, 日本機械学会, 丸善出版 (2012).
3) Yunus A. Cengel, Michael A. Boles, "Thermodynamics (in SI Units): An Engineering Approach," McGraw-Hill Education (2014).
1)及び2)の教科書は各自で購入するなどして用意すること．3)は図書館にて閲覧すること． |
|
|
教科書【英語】
Textbook | | 1) F. Kawaizumi, et al.,"Fundamental Chemistry for Students in Science and Engineering Schools, (2013) in Japanese.
2) Japan Society for Mechanical Engineers, Problems in Thermodynamics, JSME, Maruzen Publishing (2012) in Japanese.
3) Yunus A. Cengel, Michael A. Boles, "Thermodynamics (in SI Units): An Engineering Approach," McGraw-Hill Education (2014).
The textbooks 1) and 2) are mandatory in this class, the students should have them by, for example, purchasing in a university book store. One may read the textbook 3) in university library. |
|
|
参考書【日本語】
Reference Book | | |
|
参考書【英語】
Reference Book | | | Resumes on the practices necessary for each class would be distributed every week. |
|
|
授業時間外学習の指示【日本語】
Self-directed Learning Outside Course Hours | | |
|
授業時間外学習の指示【英語】
Self-directed Learning Outside Course Hours | | |
|
使用言語【英語】
Language used | | |
|
使用言語【日本語】
Language used | | |
|
授業開講形態等【日本語】
Lecture format, etc. | | |
|
授業開講形態等【英語】
Lecture format, etc. | | | Face-to-face class. Attending at the class is mandatory. |
|
|
遠隔授業（オンデマンド型）で行う場合の追加措置【日本語】
Additional measures for remote class (on-demand class) | | |
|
遠隔授業（オンデマンド型）で行う場合の追加措置【英語】
Additional measures for remote class (on-demand class) | | |
|