授業の目的 【日本語】
Goals of the Course(JPN) | | | エクセルギーは「物質とエネルギーに共通の資源性＝失われていくもの」を一元化して定量的に示す物理量であり，エクセルギーを使って解析すればシステムのどこに無駄な消費があるのかを示してくれる．エクセルギーを基にした解析を進めることで，不用意に環境に廃棄していた物質やエネルギーを転じて有効に使用するという新たな発想もうまれる．約200年前の産業革命において，人の手に替わって大量生産を可能とする蒸気機関が，そして現代は，同じく動力として電気自動車が最先端技術として注目を集めている．求められる技術は，時代の変遷とともに変わっていく．しかし，その根底となる学理はいつの時代も変わることはない．では省エネの学理とは何であるか．産業革命の後半期，1832年に夭折したサディー・カルノー，及びそれに続きクラウジウスにより体系化されたエントロピーはエネルギー問題が第一法則だけで説明できないことを示した．そしてこのエントロピー概念と表裏の関係にあるエクセルギーは，当時の考察対象であった熱機関に留らず，現代，我々が抱える難題であるカーボンニュートラルにも多いに役立つものである．本講義では、エクセルギーの理解を通じて、効率的なエネルギー変換システムの学理＝基礎を固め、そして実践できるよう応用問題を交えて講義する。 |
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授業の目的 【英語】
Goals of the Course | | | Exergy is a physical quantity that unifies and quantitatively indicates the "common resourcefulness of materials and energy = what is lost. Analysis based on exergy can lead to new ideas for the effective use of materials and energy that have been inadvertently disposed of in the environment. In the Industrial Revolution about 200 years ago, the steam engine replaced the human hand in mass production, and today, electric vehicles are attracting attention as the most advanced technology. The required technologies change with the changing times. However, the underlying scientific principles will always remain the same. What, then, are the principles of energy conservation? In the latter half of the Industrial Revolution, entropy, which was systematized by Sadi Carnot, who died prematurely in 1832, and subsequently by Clausius, showed that energy problems could not be explained by the first law alone. Exergy, which is inextricably linked to the entropy concept, is useful not only for heat engines, which were the subject of study at that time, but also for carbon neutrality, which is a difficult problem we face today. In this lecture, we will discuss the basic theory of efficient energy conversion systems through the understanding of exergy, and then we will discuss the practical application of exergy. |
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到達目標 【日本語】
Objectives of the Course(JPN)) | | 1.エントロピー、エクセルギー、エネルギーの関係について説明することができる。
2.様々な物質、エネルギーのエクセルギーの計算ができる。
3.エネルギーが散逸する理由を説明できる
4.摩擦の機構について、特に材料学的視点で説明できる。
5.摩擦損失を小さく出来る方法や機構を説明できる。
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到達目標 【英語】
Objectives of the Course | | １．To be able to explain the relationship between entropy, exergy, and energy.
2．To be able to calculate exergy of various materials and energies.
3. To be able to explain why energy is dissipated.
4. To be able to explain the mechanism of friction, especially from the viewpoint of material science.
5. To be able to explain methods and mechanisms to reduce friction loss.
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バックグラウンドとなる科目【日本語】
Prerequisite Subjects | | |
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バックグラウンドとなる科目【英語】
Prerequisite Subjects | | | Material dynamics,Thermodynamics,Solid state physics, Heat transfer and diffusion |
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授業の内容【日本語】
Course Content | | １..エネルギーとエントロピーの関係
2．エントロピー生成
3．エントロピーからエクセルギーへ
4．エクセルギーの定義といくつかの解釈や表現
6．定常開放系の扱い
7．環境を基準とすることの意義
8. 熱のエクセルギー
9. 物質のもつエクセルギー（化学エクセルギー）
10.混合気体のエクセルギー
11.圧力のエクセルギー
12.溶液のエクセルギー
13. 製造システムのエクセルギー解析
14．タービンシステムのエクセルギー解析
15．摩擦の原理、摩擦係数の定義、エンジンの仕組みと摩擦など
講義終了後は配布された資料を読み返し理解を深める事。先回の講義内容についての 理解度をはかるためのチェックテスト(1５分程度）を行ない講義中に提出する。また数回のレポート課題を課すので、それを解いて提出すること。 |
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授業の内容【英語】
Course Content | | 1. Relationship between Energy and Entropy
2. Entropy generation
3. From entropy to exergy
4. Definition of Exergy and Some Interpretations and Expressions
6. Treatment of Steady Open Systems
7. Significance of Environment as a Standard
8. Exergy of heat
9. Exergy of material (chemical exergy)
10. Exergy of mixed gases
11. Exergy of pressure
12. Exergy of solution
13. Exergy analysis of manufacturing system
14. Exergy analysis of turbine system
15. Principle of friction, definition of coefficient of friction, engine system and friction, etc.
After the lecture, read back the distributed materials and documents to deepen your understanding. A short test （15 min) is conducted to evaluate the level of understanding of the previous lecture, and submitted during the lecture. In addition, students are required to submit several report assignments after solving them. |
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成績評価の方法と基準【日本語】
Course Evaluation Method and Criteria | | ①達成目標に対しての修得度をレポート及び筆記試験にて評価する。
②授業内容に掲げた項目について、基本的な問題を正確に扱うことができれば合格とし、
より難易度の高い問題を扱うことができればそれに応じて成績に反映させる。 |
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成績評価の方法と基準【英語】
Course Evaluation Method and Criteria | | 1) The degree of achievement for the achievement target is evaluated by reports and written tests.
2) "Pass" is given to the student who is able to correctly understand the basic issues with respect to the items shown in the class contents. For the student who is able to understand more difficult questions, reflect them on the grade according to the level and results of the questions. |
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履修条件・注意事項【日本語】
Course Prerequisites / Notes | | 対面授業で行う。
・講義はすべて英語で行う。
・講義資料は英語と和文併記する。 |
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履修条件・注意事項【英語】
Course Prerequisites / Notes | | Conducted in a face-to-face class.
・ Lecture will be given in English.
・ Lecture materials will be written in both English and Japanese. |
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教科書【日本語】
Textbook | | |
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教科書【英語】
Textbook | | | None. Distribute materials as necessary |
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参考書【日本語】
Reference Book | | 1) エクセルギーの基礎、オーム社、唐木田健一著
2) エクセルギーと環境の理論 宿谷昌則、井上書院
3) Introduction to Tribology, 2nd Edition | Wiley |
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参考書【英語】
Reference Book | | 1) Ekuserugi- no kiso 、Ohm sya、Karakida Kenichi
2) Ekuserugi- to kankyou no ｒiron, Sykuya Masanori, Inoue syoin
3) Introduction to Tribology, 2nd Edition | Wiley |
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授業時間外学習の指示【日本語】
Self-directed Learning Outside Course Hours | | |
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授業時間外学習の指示【英語】
Self-directed Learning Outside Course Hours | | |
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使用言語【英語】
Language used | | |
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使用言語【日本語】
Language used | | |
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授業開講形態等【日本語】
Lecture format, etc. | | |
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授業開講形態等【英語】
Lecture format, etc. | | |
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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) | | |
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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) | | |
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