熱力学は，工学の一つの柱となる学問で，エンジンの熱効率向上，熱エネルギーの有効利用等を図る際の根本原理を教えている。また，熱に関連する技術は機械工学の中で大変重要な位置を占めている。例えば，ロケット，航空機，自動車のエンジン，火力や地熱による発電，エアコンなどの機械から，都市，地球の環境問題，半導体の製造やコンピュータの冷却など，広範囲にわたっている。

本講義では，熱力学の基本法則の理解とその利用に関する基礎知識を習得し，将来遭遇するであろう種々の新しい工学的問題を解決できる力を養うことを目的としている。 達成目標は

１）流動系での熱力学の第一法則を理解し工業仕事を求めることができること

２）第二法則を理解しエントロピーの計算，最大仕事を求めることができること

の２点である．

授業内容　以下の内容について演習を交えながら講義を進める。

①　熱力学の歴史的背景，熱エネルギーの性質（有効エネルギーと無効エネルギー）

②　基本概念の整理（系，熱平衡，温度，状態量，状態式）

③　絶対仕事，排除仕事，工業仕事

④　熱力学の第一法則，閉じた系と開いた系（定常流動系）のエネルギー保存則

⑤　理想気体の内部エネルギー，エンタルピー，比熱

⑥　理想気体の準静的変化（可逆断熱，ポリトロープ変化）

⑦　①から⑥までの演習問題（動画）

⑧　熱機関の熱効率と冷凍機，ヒートポンプの成績係数

⑨　カルノーサイクル，逆カルノーサイクル，熱力学の第二法則

⑩　中間試験

⑪　周回積分，クラウジウスの不等式，エントロピー変化の定義，エントロピー生成とエントロピー輸送

⑫　理想気体のエントロピー変化の計算，相変化のエントロピー変化の計算，T-s線図

⑬　⑪と⑫についての演習問題（動画）

⑭　有効エネルギーとそれに関する演習問題（動画）

⑮　総括と学期末試験

中間試験４０％と期末試験４０％とレポート２０％により成績評価する。

原則として熱力学第一法則への理解が３０％，（逆）カルノーサイクルの効率に対する理解が３０％，エントロピー，有効エネルギー，自由エネルギーに対する理解が３０％，状態量間の関係式に対する理解が１０％とする。

高校で履修した熱力学よりも専門的かつ理論的な内容になっているので，授業に必ず出席して，十分理解するようにすること。

随時