秋/2

授業計画 / Course Content

第1回  冷媒と環境問題：国連気候変動枠組み条約締約国会議（COP）、オゾン破壊係数（ODP）、地球温暖化係数（GWP）、京都議定書、京都メカニズム、マラケシュ合意、ダーバンプラットホーム、ダーバン合意、ドーハ合意、ワルシャワ合意、リマ声明、パリ協定
第2回  熱力学第１法則など：経路関数、状態関数、膨張仕事、非膨張仕事、エンタルピー、ポリトロープ過程、熱力学第０法則、蒸発（凝縮）潜熱、融解（凝固）潜熱、顕熱（帯水層）蓄熱、潜熱（氷）蓄熱、昇華潜熱、相平衡、寒剤、熱輸送、相変化物質、トランスヒートシステム、ヒートパイプ、化学平衡（Hessの法則、Kirchhoffの式、Gibbs-Helmholtzの式）、平衡定数（van't  Hoffの式、Le  Chatelierの原理）
第3回  熱力学第２法則など：偏微分、全微分、Boltzmann因子、エントロピー、Gibbsの自由エネルギー、Helmholtzの自由エネルギー、化学ポテンシャル、混合量、部分モル量（Gibbs-Duhemの式）、過剰量（Lewis-Randallの式、Flory-Hugginsの式）、正則溶液、Sackur-Tetrodeの式、熱力学関数、Maxwell  の関係式、Legendre変換、フガシティー、フガシティー係数線図、熱力学第３法則、Nernstの熱定理、散逸構造
第4回  実在気体など：Redlich-Kwongの式、Peng-Robinsonの式、Virial状態方程式（Leiden型、Berlin型）、第２ビリアル係数（McGlashan-Potterの式、Lennard-Jonesポテンシャル関数）、対応状態原理、Lydersen法、臨界定数、圧縮係数、Z  線図、擬臨界定数法、Joule-Thomson膨張、Pauliの排他原理、Bose-Einstein凝縮、超流動、超伝導、Meissner効果、リニアモーターカー
第5回  蒸気表など：圧縮水、飽和水、水蒸気の性質（湿り蒸気、乾き度、乾き飽和蒸気、過熱蒸気、過熱度）、蒸気線図、ボイラー、蒸気タービン、蒸気原動所（火力発電所、蒸気プラント）、複合発電、トリプル複合発電、バイナリー地熱発電、海洋温度差発電
第6回  熱力学線図など：H-S（Mollier）線図、T-S  線図、H-T  線図、P-H  線図、P-V  （インジケーターまたは指圧）線図、T-V  線図、P-T線図、圧力測定法（液柱、弾性、沈鐘、重錘、デジタルなどの各種圧力計）
第7回  熱機関と冷凍サイクル：内燃機関、外燃機関、膨張エンジン、Carnot（逆カルノー）サイクル、Ottoサイクル、Dieselサイクル、Brayton（逆ブレイトン）  サイクル、Stirling（逆スターリング）  サイクル、Rankine（逆ランキン）  サイクル、Kalinaサイクル
第8回  代替フロンと自然冷媒：冷媒番号、冷凍能力、US（日本）冷凍トン（RT）、成績係数（COP）、HFC134a、R407C、R410A、R1234yf、R1234ze、プロパン、イソブタン、ヘリウム、アンモニア、水、空気、二酸化炭素、ASHRAE規格
第9回  圧縮式冷凍機など：往復動圧縮機、スクロール圧縮機、ロータリー圧縮機、スクリュー冷凍機、ターボ（遠心）冷凍機、パルス管冷凍機、Stirling冷凍機、Gifford-McMahon冷凍機、断熱消磁法、磁気冷凍機、3He/4He希釈冷凍機、Cooper対、レーザー冷却法
第10回  熱駆動吸収式サイクル用冷媒-吸収剤系：微分溶解熱、微分希釈熱、積分混合熱、水-臭化リチウム系、アンモニア-水系、エンタルピー－濃度線図、Merkel-Bosnjakovic線図、腐食抑制剤、抽気装置、蒸留（精留）塔
第11回  熱駆動吸収式冷凍機など：単効用型吸収式冷凍機、二重効用型吸収式冷凍機、三重効用型吸収式冷凍機、排熱利用システム、吸着冷凍機、熱音響冷凍機、Lindeサイクル、Claudeサイクル、熱電（電子）冷凍機、Pertier効果、Seebeck効果、温度差発電
第12回  熱駆動吸収式ヒートポンプなど：第一種吸収式ヒートポンプ、第二種吸収式ヒートポンプ、熱回収（増熱、昇温、スチーム発生）システム、温度測定法、定義（温度）定点、サーミスター温度計、熱電対温度計、白金抵抗温度計、放射温度計、ゲルマニウム抵抗温度計、炭素抵抗温度計
第13回  熱エネルギーのカスケード利用：エクセルギー、最大有効仕事、カルノー効率、Gouy-Stodoraの定理、損失仕事、エクセルギー率、エンタルピー解析、エクセルギー解析、アネルギー、冷熱エネルギー、冷熱発電、液化天然ガス（LNG）、燃料電池
第14回  コー（トリ）ジェネレーションシステムなど：ガスタービン、ディーゼルエンジン、ガスエンジン、熱供給プラント、地中熱ヒートポンプ、省エネルギー、省CO2、ノンフロン冷媒、オゾン層保護、未利用エネルギーの活用、エネルギーの面的利用、冷却塔（冷水塔、クーリングタワー）、バイオマス発電、CO2の利用（植物の育成増進など）、エネルギーハーベスティング
第15回  「講義のまとめ、講評」について総括する。

授業時間外学習 / Expected work outside of class

　配布プリントは事前に読んでおくことが望ましい。講義の基礎知識に基づき演習を行うので、講義の内容を復習しておくことが望ましい。

方法 / Course Content

定期試験（筆記試験）の成績と平常成績で総合評価する。成績は、中間試験と定期試験（80%）、レポート（20%）で評価する。

基準 / Evaluation Criteria

　講義内容に対する理解度、すなわち各回で取り上げた基礎概念や基本事項について、きちんと理解できているかどうかで評価する。

　プリントを配布する。

田中　忠良著　　『環境エネルギー工学』　　（パワー社）　　 化学工学会編　　『環境調和型エネルギーシステム』　　(槇書店)　　 牛山　泉、山地　憲治共著　　『エネルギー工学』　　（オーム社）　　 齊藤　孝基、飛原　英治、畔津　昭彦共著　　『新版　エネルギー変換』　　（東京大学出版会）　　 小島　和夫著　　『化学技術者のための熱力学』　　　（培風館）　　 小島　和夫著　　『かいせつ　化学熱力学』　　（培風館）　　 大竹　伝雄、平田　光穂共著　　『第２版　演習化学工学熱力学』　　（丸善）　　 由井　宏治著　　『見える！　使える！　化学熱力学入門』　　(オーム社)　　 プリゴジン、コンデプディ共著　　『現代熱力学　－熱機関から散逸構造へ－』　　（朝倉書店）　　 ニコリス、プリゴジーヌ共著　　『散逸構造』　　（岩波書店）　　 伊藤　靖彦監訳　　『わかりやすい　非平衡熱力学』　　（オーム社）　　 ファースト著　　『エントロピー』　　（好学社）　　 寺本　英著　　『エネルギーとエントロピー』　　（化学同人）　　 山本　悟、田辺　晃生共著　　『エネルギー・エントロピー・温度』　　（昭和堂）　　 リーヴズ著　　『宇宙・エントロピー・組織化』　　（国文社）　　 リード、プラウズニッツ、シャーウッド共著　　『気体、液体の物性推算ハンドブック』　　（マグロウヒルブック）　　 吉田　邦夫編　　『エクセルギー工学　－理論と実際－』　　（共立出版）　　 唐木田　健一著　　『エクセルギーの基礎』　　（オーム社）　　 宿谷　昌則編著　　『エクセルギーと環境の理論』　　（井上書店）　　 アベイラブルエナジー研究会編著　　『エネルギーの新しいものさし　エクセルギー』　　（日本電気協会新聞部）　　 山田　治夫著　　『冷凍および空気調和』　　（養賢堂）　　 高田　秋一著　　『吸収式冷凍機とヒートポンプ』　　（日本冷凍空調学会）　　 高田　秋一、黒田　章一共著　　『産業用ヒートポンプ』　　（省エネルギーセンター）　　 高田　秋一、川原　孝七共著　　『クーリングタワー』　　（省エネルギーセンター）　　 越智　敏明、老固　潔一、吉本　隆光共著　　『熱機関工学』　　（コロナ社）　　 大島　耕一、松下　正、村上　正秀共著　　『ヒートパイプ工学』　　（朝倉書店）　　 荻原　宏康編著　　『低温工学概論　超伝導技術を支えるもの』　　（東京電機大学出版局）　　 田沼　静一、馬宮　孝好共著　　『近低温』　　（共立出版）　　 田沼　静一、馬宮　孝好共著　　『超低温』　　（共立出版）　　 メンデルスゾーン著　　『絶対零度への挑戦　低温の世界を求めた科学のドラマ』　　（講談社）　　 化学工学会編　　『蓄熱技術　－理論とその応用－』　　（信山社サイテック）　　 前野　紀一著　　『新版　氷の科学』　　（北海道大学出版会）　　 ヒートポンプ・蓄熱センター編　　『ノンフロン技術　自然冷媒の新潮流』　　（オーム社）　　 藤井　照重編著　　『コージェネレーションの基礎と応用』　　（コロナ社）　　 谷下　市松著　　『蒸気工学』　　（裳華房）　　 日本機械学会編　　『蒸気表』　　（日本機械学会）　　 山下　巌、濱口　和洋、香川　澄、平田　宏一、百瀬　豊共著　　『スターリングエンジンの設計』　　（パワー社）　　 富永　昭著　　『熱音響工学の基礎』　　（内田老鶴圃）　　 江原　幸雄、野田　徹郎共著　　『地熱工学入門』　　（東京大学出版会）　　 近藤　俶郎編著　　『海洋エネルギー利用技術』　　（森北出版）　　 堀越　智編著　　『エネルギーハーベスティング』　　（日刊工業新聞社）　　 相良　紘著　　『事例で学ぶ　工業数学の基礎』　　（日刊工業新聞社）　　 プリゴジーヌ、デフェイ共著　　『化学熱力学  Ⅰ、Ⅱ』　　（みすず書房）　　 北原　和夫著　　『プリゴジンの考えてきたこと』　　（岩波書店）　　 広重　徹訳　　『カルノー・熱機関の研究』　　（みすず書房）　　 藤井　かよ、藤井　昭彦共訳　　『ネルンストの世界　－ドイツ科学の興亡－』　　（岩波書店）　　 松浦　俊輔訳　　『ボルツマンの原子　理論物理学の夜明け』　　（青土社）　　 市井　三郎、恒藤　敏彦共訳　　『ボルツマン　人間・物理学者・哲学者』　　（みすず書房）　　 カードウェル著　　『蒸気機関からエントロピーへ』　　（平凡社）　　 アトキンス著　　『エントロピーと秩序』　　（日経サイエンス社）　　 勝木　渥著　　『物理学に基づく環境の基礎理論　ー冷却・循環・エントロピーー』　　（海鳴社）　　 斎藤　正三郎、小島　和夫、荒井　康彦共著　　『例解演習　化学工学熱力学』　　（日刊工業新聞社）　　 佐藤　一雄著　　『物性定数推算法』　　（丸善）　　 大江　修造著　　『物性推算法』　　（データブック出版社）　　 斎藤　正三郎著　　『統計熱力学による平衡物性推算の基礎』　　（培風館）　　 栃木　勝己訳　　『化学技術者のための実用熱力学』　　（化学工業社）　　 佐々木　祥介、堀　秀信共著　　『熱科学を創った人々』　　（JAIST  Press）　　 田口　哲也著　　『氷の文化史』　　（冷凍食品新聞社）　　 北海道大学地中熱利用システム工学講座著　　『地中熱ヒートポンプシステム』　　（オーム社）