大学教育の質の保証・向上ならびに 電子化及びオープンアクセスの推進の観点から 学校教育法第百十三条に基づき、 教育研究活動の状況を公表しています。
第百十三条 大学は、教育研究の成果の普及及び活用の促進に資するため、その教育研究活動の状況を公表するものとする。
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A. 熱の移動の仕方には3形態存在します。一つ目は伝導、二つ目は放射、三つ目が対流である。エアコンはこの熱の移動を利用することで空気を冷やし部屋の温度を下げることが出来る。この空気を冷やす際に冷媒としてフロンを使う。このフロンは最強の温室効果ガスであり、オゾン層の破壊をしてしまい、地球温暖化を加速させてしまうのである。そのため、なるべくフロンを使用せずに空気を冷やしたい。シリンダー内の25℃の空気を半分まで圧縮すると50℃になる、ここでフーリエの法則より熱は高いほうから低いほうに動く。これにより50℃の熱はシリンダー内からシリンダー外へ移動していく。（25℃になるまで）25℃になったらシリンダーを戻すと膨張となりシリンダー内は10℃になる、このようにして温度を下げる。（オットーサイクル） 今回の授業での平常演習のグループワークでは熱サイクルとその応用について調べた。今回我々は熱サイクルとしてカルノーサイクルについて調べた。カルノーサイクルの特徴は熱機関の中で最も効率の良いエンジンであり、等温変化と断熱変化を繰り返すサイクルである 今回は復習としてカルノーサイクルが利用されている製品について調べた。
A.①この講義では熱および熱エネルギーの移動について学びました。久しぶりに蒸気圧曲線という言葉を耳にして、改めて定義を学びました。冷媒としてフロンについて学びました。フロンは冷蔵庫などに使用されていた冷媒の一つで、アンモニアと二酸化炭素を主成分とするガスと分かりました。フロンは、燃えにくく、科学的に安定し人体に悪影響が少ないというメリットがあるが、オゾン層を破壊してしまう温室効果ガスであるという最悪のデメリットを知りました。また、k(T1-T2)と表されるフーリエの法則について復習しました。 ②発表として、高橋さん・鹿間さん・平田さんとエネルギーサイクルについて、カルノーサイクルを例に、その特性と使用されているものについて調べました。カルノーサイクルは、熱機関の中で最も効率の良いエンジンであり、等圧変化と断熱変化を繰り返すサイクルと分かりました。また、最も効率が良いといっても実際の効率は４０％程度とわかりました。使用されている製品には、エアコンや冷蔵庫が上がりました。 ③復習として、カルノーサイクル以外の可逆サイクルについて調べました。オットーサイクルやディーゼルサイクルがありました。
A.①この講義は、持続可能な社会の実現に向けて、自動車産業の変革について探る内容である。講義では、電気自動車や超小型モビリティといった新たな交通手段の可能性に加え、化石燃料からバッテリーへのパラダイムシフトの重要性が強調される。また、低炭素住宅やV2H（車両から住宅への電力供給）などの技術も紹介され、自動車の電池を住宅用に再利用する方法が取り上げられている。これにより、二酸化炭素排出量を削減し、カーボンニュートラル社会の実現に貢献する方策が提案される。 ②火力発電のランキンサイクルについて図にまとめた。 ③電気自動車やセルフレジなど技術の変化が身の回りの生活にどんどん影響を与えていることを実感しました。
A.①LCMM住宅とはZEHより更に省CO2化を進めた先導的な脱炭素化住宅で建設時、運用時、廃棄時においてできるだけ省CO2に取り組み、さらに太陽光発電などを利用した再生可能エネルギーの創出により、住宅建設時のCO2排出量も含めライフサイクルを通じてのCO2の収支をマイナスにする住宅です。航続距離は電費×電池のエネルギー容量です。自動車の7割が鉄鋼、2割が非金属、1割が非鉄金属です。リサイクルをして有効活用します。純物質の金属は柔らかすぎるので混合物の合金を使います。広い意味での混合物の固体材料を複合材料と呼んでいます。 明治時代に発展した繊維産業を支えた機械産業は自動車産業へと発展を遂げました。 冷媒ではオゾン層を破壊するフロンがあります。ハイオクという言葉の意味としてオクタン価が高く圧縮比が高いことです。熱エネルギーのコントロールには運動エネルギーを使います。 ②発表の要旨では熱サイクルとその応用について調べました。カルノーサイクルについて調べました。共同制作者は高橋洸哉、平田涼介、吉中伊武希です。役割はカルノーサイクルについて調べました。 カルノーサイクルとは熱機関の中で最も効率のいいエンジンのことです。等温変化と断熱変化を繰り返すサイクルで実際の効率は40%前後です。カルノーサイクルを使った製品としては冷蔵庫、エアコンがあります。 ③復習としてカルノーサイクルを使った製品をしらべ、カルノーサイクルとは何かをさらに詳しく調べました。熱サイクルは、１８世紀半ばから１９世紀にかけて起こった産業革命で、如何に効率よく燃料から動力を生み出すかと言う事から考案されました。1824年フランスの物理学者ニコラ・レオナール・サディカルノー（1796?1832年）が考案した理想的な熱サイクルです。考案者の名前をとり、カルノーサイクルと呼ばれています。このサイクルは、理想的なエンジンの動きを表し、その効率は理論上の最大値を表します。ここでいう効率とは、燃料の熱がどれほど動力としての仕事に変化したかと表します。?? カルノーサイクルは、高温熱源の温度と低温熱源の温度だけで計算できるのも大きな特徴です。 カルノーサイクルの工程は、次の４つの工程、等温膨張（温度一定で熱源から熱をもらい膨張）?? 断熱膨張（熱のやり取りをなくし膨張させる）、等温圧縮（温度一定で放熱させて圧縮する）、断熱圧縮（熱のやり取りをなくし圧縮する）になります。 また、カルノーサイクルのグラフをまとめ、グラフィカルアブストラクトを作成しました。
A.① 空気が暖められ、上昇気流が発生し気圧が下がることにより飽和蒸気圧が変化し、空気中に含まれる水が液体になり雲ができる。雲が発生するサイクルは、エンジン内のシリンダーにおけるサイクルと関係が深い。シリンダーでは燃料を爆発させ体積が膨張するとピストンが押し下げられる。これを運動エネルギーとして利用するのが内燃機関である。 ② ディーゼルサイクルについて調べた。燃焼サイクルでみれば、ディーゼルサイクルはオットーサイクルと比較して圧縮比が高く、リーンバーンであり、ポンピング損失が小さい。従って熱効率が高く、燃費が良い特徴を持つ。一方で排気ガス中に含まれるNOxを低減することが課題である。 ③ 自動車におけるディーゼルエンジンについて調べた。トヨタハイエースで比較をすると、ガソリンエンジンでは燃費は11.0km/L、ディーゼルエンジンでは14.0km/Lであった。また、最近ではNOxの低減にアドブルー（尿素）が使用されていることもわかった。
A.①湿度コントロールは工業的に大事になる。 例えば、除湿するためにLi電池は露点を-40℃にして作っている。 また、水と空気の分離プロセスである除湿はエアコンにも搭載されている。 エアコンのように、熱エネルギーをコントロールするには運動エネルギーを使う。 また、自動車エンジンでも熱エネルギーによって圧縮膨張(運動エネルギー)に変化させている。圧縮比を上げることで車の燃費は良くなる。 ②演題:熱サイクルとその応用について調べる 共著者:高橋美羽、五十嵐千紘、松本凛、高橋可奈子 自分の役割:7.Project administration オットーサイクルについて調査した。 私は、サイクルをどのように書いていくかについてを示した。 オットーサイクルは、等容加熱、断熱膨張、等容冷却、断熱圧縮からなる定容サイクルであった。ガソリンエンジンに使われている仕組みであり、圧縮比が高いほど熱効率を高めることができる。 これは、ハイオクのガソリンはオクタン価が高いために圧縮比が大きく、燃費が良いということと結びついている。 ③講義を踏まえ、エアコン(冷房)のしくみについてを整理した。 エアコンでは冷媒(代表例はジュールトムソン効果が大きいもの)を圧縮することで、冷媒が高温になり、この冷媒が外気に熱を放出する。減圧機によって低温の冷媒となり室内機では部屋の熱を奪って気体になり、冷風となる。
A.【講義の再話】 自動車は生きていく上で非常に便利であり、必要不可欠なものになっている。ガソリンで走る車や電気で動く電気自動車までもが開発されている。自動車は様々な技術の結晶であり、様々な材料が床われている。主に7割が鉄鋼、2割が非金属、1割が非鉄金属である。これらの材料から作られるが、リサイクルなどがされるのが非常に重要なことである。繊維工業から始まり機械工業に発展し、自動車産業へと日本の産業は進歩していった。 【発表の要旨】 演題 熱サイクルとその応用について調べてみましょう グループ名 チームバレー 人物 石川大翔 佐藤共希 飯田悠斗 渋谷光 中村健佑 大石珠生 自分の役割 責任著者 私たちのグループでは、オットーサイクルを選択した。オットーサイクルは、可逆断熱圧縮、可逆等積加熱、可逆断熱膨張、可逆等積冷却の状態変化からなる理論サイクルのことである。工業製品として、エンジンを選択した。。自動車のエンジンのエンジンカバーにはマグネシウム合金が使用されている。マグネシウム合金のサプライチェーンは主に6段階に分かれている。それぞれ採掘、合金加工、製品などの順で進んでいる。 【復習の内容】 復習として、最近注目され続けている燃料電池自動車について調べた。これは、脱化石エネルギーとして期待されていて、ホンダとトヨタが販売を開始した。燃料電池は、様々な種類がありアルカリ型、リン酸型、溶融炭酸塩型、固体電解質型、高分子膜型などがある。燃料電池自動車に使われているのは、ＦＣＶと呼ばれているものである。
A.自動車の歴史的な環境への影響は、大きく分けて製造、運用、廃棄の各段階で顕著である。19世紀末に初めて実用化された自動車は、内燃機関を使用し、ガソリンやディーゼル燃料を燃焼して動力を得る。この技術は交通手段の革命をもたらし、経済の発展に寄与したが、同時に環境への影響も深刻だった。自動車の運用に伴う主な環境問題は、排出ガスによる大気汚染である。特に、内燃機関から放出される二酸化炭素（CO?）、窒素酸化物（NOx）、一酸化炭素（CO）、未燃焼炭化水素などが、大気中の汚染物質を増加させ、地球温暖化や酸性雨の原因となった。20世紀中頃からは、これらの排出ガスを削減するための規制が導入され、触媒コンバーターや排ガス浄化技術が進化したが、依然として環境問題は解決されていない。製造過程でも環境への影響がある。自動車の製造には大量のエネルギーが必要で、鉱鉱採掘や原材料の加工、部品の製造などが環境負荷を増加させる。また、自動車の廃棄時にもリサイクルや適切な処理が行われないと、有害物質が土壌や水源に影響を及ぼす可能性がある。近年では、電気自動車（EV）やハイブリッド車の導入が進み、排出ガス削減への取り組みが進展している。電気自動車は、運行中のCO?排出がゼロであり、再生可能エネルギーを利用することで環境負荷を低減する可能性がある。しかし、電池の製造や廃棄に伴う環境問題も考慮する必要がある。加えて、自動運転技術や共有型移動サービスも、交通の効率化と環境負荷の軽減に寄与すると期待されている。このように、自動車の環境への影響は歴史的に見ても多岐にわたるが、技術革新と規制の進展によって、持続可能な交通手段の実現に向けた努力が続けられている。
A.今回の授業によって学んだことは、自動車の仕組みについてだ自動車がなくなるということは、ガソリン自動車と電気自動車では密度が違うので重さも変わってくる。自動車のリサイクルについて学んだ。自動車は材料のうち、7割が鉄鋼、2割が非金属材料、1割が非鉄金属ダルこれらはリサイクルによって有効的に活用されている。自動車は熱サイクルが影響し熱エネルギが動力エネルギーが変換あされることによって進むということがちしきとしてえられた。この時に熱サイクルとして、カルノーサイクルと、オットーサイクルなどがある。 今回のグループワークについては、熱サイクルを選び、それについて調べるというものでした。 今回私たちはオットーサイクルについて調べました。これが応用されるものとして、自動車がある。使用される仕組みとしては、オットーエンジンとして自動車に利用されている。このオットーエンジンとは、空気を入れることで圧縮し、そこに点火が起こることによって力を放出するということによってくるまがうごくというしくみになっている。 復習は、今回の車と今までの授業との関連せいについてかんがえあた。車はいろんな部品があるということから資源が豊富にあるということがありその分リサイクルも多く行っているのだと考えられる。
A.①第十回の講義では、雨の形成過程と関連する熱サイクルについて学びました。雨は、水蒸気を含んだ空気が上昇気流により冷やされて水滴となり、その水滴が集まって雲を形成します。雲が厚くなると、空気中に溶け込めない水滴が降り、雨や雪として地上に降ってきます。飽和蒸気圧曲線についても学びました。また、湿度には絶対湿度（g/L）と相対湿度（%）があり、除湿はエアコンなどで行われます。エアコンは動力で冷やすことで湿気を除去しますが、フロンなどの温室効果ガスはオゾン層を破壊し、温暖化を促進します。熱サイクルについては、効率性と実際の熱機関における応用が議論されました。 ②演題：「熱サイクルとその応用」 グループ名：りんご 共著者：阿部あかり、伊東怜南、田代鈴葉 この発表では、カルノーサイクルについて取り上げました。カルノーサイクルは、等温膨張、断熱膨張、等温圧縮、断熱圧縮の4つのプロセスから構成される理論的に最も効率的な熱サイクルです。私の役割は、カルノーサイクルについてしらべることだった。このサイクルは、実際のエンジンや冷凍機の効率評価に使用されます。自動車の内燃機関はカルノーサイクルに類似した熱サイクルを用い、鉄やアルミニウム、銅などの金属材料が使用されています。無機材料には鉄鉱石、ボーキサイト、銅鉱石などが含まれ、石油精製業でガソリンやディーゼルが生産されます。内燃機関の冷媒漏れ防止策としては、定期点検、耐腐食性材料の使用が推奨されています。現在の課題としては、エンジンの老朽化と燃費の悪化があり、新しい耐腐食性部品技術が求められています。 ③第十回の授業後、熱サイクルの応用について深く調べました。特にカルノーサイクルの原理とその実用化に関する知識を深めました。カルノーサイクルのプロセスがいかにして効率的なエネルギー変換を実現するか、またその理論が現実の内燃機関にどのように応用されているかについての理解を深めました。また、内燃機関における無機材料の使用とその生産業界の背景も調査し、エンジン性能向上のための技術的な課題と解決策についても考察しました。この学習を通じて、熱サイクルとその工業応用についての包括的な理解を得ることができました。
A.① 雨が降る理由について 圧力の変化や、温度の違いから飽和蒸気圧を超えることで露点に達し、雨として落ちてきている。 熱の伝わり方について 熱伝導、対流、放射の3種類ある。熱伝導は物質の内部や表面を熱が伝わる。対流は液体や気体の中を熱が伝わる。放射は物体から放射される電磁波によって熱が伝わる。 冷媒について フロンはオゾン層を破壊する物質であり、温室効果がかなり高く、各国での使用が禁止されている(特にCFC)。 ② グループ名 モータリゼーション 共著者 山本瑞貴 渡部凛玖 今井皇希 小野寺裕紀 千葉光起 陳東冉 渡辺亮介 ディーゼルサイクルのp－v線図とt－ｓ線図を調べた。ディーゼルサイクルのメリットは高い圧縮化とガソリンエンジンよりも高い熱効率があることである。デメリットは高コストであることや排出ガスによる大気汚染があることである。 ③ ほかにもオットーサイクル、カルノーサイクルがあり、それぞのグラフがどのように異なるのかを教科書の形を見て考察を行った。また熱効率が工業に大きな影響を及ぼしていることが調査で分かった。
A.①雨がなぜ降るのかについて海や川から蒸発した水が上空へ移動し空に徐々に水分がたまって重たくなり、雨になる。また蒸気圧曲線とはどんなものかやエアコンについて学んだ。また冷やすとは熱を移動すること。エアコンは動力を使って冷やす。ジュールトンプソン効果、フーリエの法則、オクタン価（ハイオクとは）について学んだ。 ②熱サイクルとその応用について調べた。私たちの班ではブレイトンサイクルに関して調べた。これは火力発電、ジェット機に利用されていて、可逆断熱圧縮、可逆等圧加熱、可逆断熱膨張、可逆等圧冷却から構成されている。このブレイトンサイクルの課題としてはサプライチェーンの分断、老朽化、競争力の低下が上げられた。 ③冷房のしくみに関して調べた。①室内機が室内の空気を取り込む②室外機に空気を送る③室外機の圧縮機で空気を圧縮する④圧縮された空気の熱を取り除く⑤熱を取り除いた空気が室内機に送られ、熱交換器を通して冷やされる⑥冷たい空気をファンが室内に送る。この手順で冷房はきいている。
A.①講義の再話 まず、雨はなぜ降るのかについて考えた。雨が落ちてくるのはレイノルズ数によって決まることがわかった。また、飽和蒸気圧が関連していることがわかった。また、除湿器の仕組みについて考える場面があった。調べると、空気を吸い込み、その空気を冷やすことで空気中に含まれる水分を追い出し、水分をとったあとの空気をまた室内に戻す。追い出された水分は水となり排水タンク内にたまりまる。これを繰り返すことで室内の湿度を下げていることがわかった。冷媒についても取り上げられ、主な媒体としてフロンが挙げられた。 ②発表の要旨 グループワークでは、オットーサイクルについて調べた。理論サイクルは、可逆断熱圧縮、可逆等積加熱、可逆断熱膨張、可逆等積冷却の状態変化である。応用例として、ガソリンエンジンが挙げられる。Ｐ－Ｖ線図とＴ－Ｓ線図はグラフィカルアブストラクトに示した。 ③復習の内容 カルノーサイクルについて復習するために、最新工業化学の61ページを読んでどのようなグラフになるかを見ました。
A.①雨が降る理由、雨は飽和蒸気圧とレイノルズ数が関係することを学んだ。エアコンの熱移動に関しても学ぶことが出来た。 ②オット－サイクルについて調べた。 ③
A. 雨は、大気中に含まれる水分の蒸気圧が飽和蒸気圧に達し、それ以上空気中に溶け込めなくなった水が凝結して雨粒として地上に降り注ぐ現象のことを言う。雨粒の週末速度は、雨粒の慣性力と、大気の粘性によって決まる。除湿は、水と空気の分離プロセスといってもよい。エアーコンディショナーは直訳すると空気調和機であり、かつては冷媒としてフロンを使用して熱交換を行っていた。 石川・長嶋・田牧・雪・秋葉・白石・高橋 熱サイクルについてオットーサイクルを調べた。オットーサイクルは自動車のエンジンに使用され、4サイクルで1周期となっている。ピストン、シリンダー、吸気バルブ、排気バルブが主な構成要素で、吸気バルブを開け、シリンダを下げて吸気、両方のバルブを閉めてピストンを挙げ、圧縮、燃焼し、そのエネルギーでピストンが下がる。そのタイミングで排気バルブを開けることで再び上がってきたピストンによってシリンダー内部の空気が排気される。 復習として、フロンについて調べた。フロンは化学的に安定な物質であり、反応性が低いが、成層圏に達すると紫外線によって分解され、このときに生じる塩素原子がオゾンと結合し、オゾン層の破壊につながる。
A. 授業で雨が降る理由を考え、飽和蒸気圧とレイノルズ数が関係することを学びました。相対湿度、露点、除湿、ジュール・トムソン効果、断熱圧縮（逆カルノーサイクル）も学びました。フーリエの法則で熱の移動を理解し、エアコンや蒸気機関の動作原理を学びました。内燃機関と外燃機関の違いや熱交換器の種類、自動車の圧縮比（一般的に10.5:1）とハイオク使用についても学びました。 ランキンサイクルは蒸気を使用して燃料エネルギーから電気を取り出す熱力学サイクルである。また、ボイラー、蒸気タービン、復水器、給水ポンプの4つの主要な装置で構成される。このサイクルは等圧加熱、断熱膨張、等圧冷却、断熱圧縮の4つのサイクルから構成される。ランキンサイクルは火力発電、原子力発電、バイオマス発電などに使われる。 熱サイクルは、熱エネルギーを使ってエネルギー変換を行うプロセスで、例えば、冷却や加熱を繰り返します。カルノーサイクルや逆カルノーサイクルが代表的で、熱の取り込みと放出を通じてエネルギー効率を高めることを目的としています。
A.①講義の再話 湿度コントロールは工業的に重要なものであり、例として除湿をする際にLi電池は露点を-40℃にして作られている。また、エアコンのように、熱エネルギーをコントロールするには運動エネルギーを用いる。さらに、自動車エンジンでも熱エネルギーによって圧縮膨張(運動エネルギー)に変化させている。圧縮比を上げることで車の燃費は良くなる。 ②発表の要旨 演題:「熱サイクルとその応用について調べてみましょう」 グループ名:オットーサイクル グループメンバー:奥山菜々己、菅原真央、大友亜琉、秋田谷裕紀、坂本結衣、秋元加奈、伊藤楓、八重樫菜月 役割:データ収集・整理 データが残っておらず発表の内容が思い出せなかったので新しくオットーサイクルについて調べた。オットーサイクルは理論サイクルともいい、可逆断熱圧縮、可逆等積加熱、可逆断熱膨張、可逆等積冷却の状態変化に関わっている。応用例としてガソリンエンジンがある。 ③復習の内容 復習として、エアコンの仕組みについて詳しく調べた。エアコンは室内機と室外機が室内と外気の熱を交換して、室温をコントロールする。室内機と室外機は2本の配管でつながっていて、配管の中を「冷媒」が循環している。 冷媒とは冷媒は空気の中にある熱を運ぶ働きをする。 冷房のときは部屋の熱を外に送り、暖房のときは外の熱を部屋に送る。
A.①水蒸気を含んだ空気が上昇気流で運ばれ、上空で冷やされて水滴になる。この水滴の集まりが雲の正体である。そして水滴や氷の粒がどんどん増えて分厚い雲になると、下から雲を押し上げていた上昇気流が支えきれなくなり、落ちるしかなくなって、雨や雪として降ってくる。これが雨が降る理由である。 飽和蒸気圧とは、特定の温度において液体が蒸発し、蒸気が液体に戻る速度と釣り合う状態のときの蒸気の圧力を指します。これは、温度が高くなるにつれて増加します。言い換えれば、ある温度で液体とその蒸気が平衡状態にあるときの蒸気の圧力である 飽和蒸気圧曲線は、温度と飽和蒸気圧の関係を示すグラフである。横軸に温度を取り、縦軸に飽和蒸気圧をとると、温度の上昇に伴って飽和蒸気圧も上昇する形の曲線が得られる。この曲線は、物質ごとに異なり、物質の性質に応じて異なる形状を示す。 冷媒とは、冷蔵庫やエアコンなど機器の中で、熱を温度の低い所から高い所へ移動させるために使用される流体の総称である。液体が気体になるときには周囲から熱を奪う。逆に、気体が液体になるときには周囲に熱を放出する。 フロンとはオゾン層を破壊する物質である。そして地球温暖化を引き起こす最強の温室効果ガスである。温室効果ガスにはフロン、二酸化炭素、アンモニアがあり、それらに共通するの性質は、ジュール＝トムソン効果が大きいことである。ジュール＝トムソン効果とは、気体を多孔質壁を通して両側の圧力を一定に保ちながら膨張させた時に温度が変化することである。 ② 逆カルノーサイクルとは、カルノーサイクルを逆向きにしたサイクルのことである。この原理は、空気中から熱を集めて熱エネルギーに変換するエアコンや冷蔵庫の「ヒートポンプ」で利用されている。 ③ カルノーサイクルは、温度の異なる2つの熱源の間で動作する可逆な熱力学サイクルの一種であることが分かった。ニコラ・レオナール・サディ・カルノーが熱機関の研究のために思考実験として 1824 年に導入したものなのである。
A.日常生活において今となっては自動車は欠かせないものである。しかし、今現代では排気ガスにより地球温暖化が進んでいると言われている。よって、自動車の使い道を考えるべきだと提唱されているが、場所や環境によっては絶対に欠かせない工業製品として挙げられていると言える。したがって、ビークルからモビリティーへと移り変わることが最も対策として重要であると言える。その1つとして、LCCM住宅というものがある。LCCM住宅とは、ＺＥＨよりさらに省CO2化を進めた先導的な脱炭素化住宅のことであり、建設時、運用時、廃棄時において出来るだけ省CO2に取り組み、さらに太陽光発電などを利用した再生可能エネルギーの創出により、住宅建設時のCO2排出量も含めライフサイクルを通じてのCO2の収支をマイナスにする住宅である。 ワークショップでは、「熱サイクルとその応用について調べよう」を行った。グループ名はeラーニングで、メンバーは、土田咲希、鈴木美咲、藤田ゆいの3人で行った。私たちはカルノーサイクルについて調べた。カルノーサイクルは熱機関の中で最も効率がよく、等温膨張、断熱膨張、等温圧縮、断熱圧縮をぐるぐる回るサイクルで、使用されている製品は無かったため、逆カルノーサイクルでヒートポンプに利用されていることを調べた。
A. エアコンの仕組みは、気体を冷やして水を得ることによるものである。熱を移動させるにはエネルギーが必要であり、そのエネルギーには電気エネルギーが使用されている。また、気体を冷やすために冷媒を用いている。この冷媒には、かつてフロンが用いられていたが、オゾン層を破壊する点や最大の温室効果ガスであることから現在製造が禁止されており、代替物質としてアンモニアや二酸化炭素が使用されている。これらの冷媒を用い、気体を圧縮したときに温度が異常に変化するジュール・トンプソン効果や他との熱移動がない状態での圧縮(断熱圧縮)を利用してエアコンの機能を担っている。 我々の班は、オットーサイクルについて調査を行った。オットーサイクルは吸気バルブから吸気し、その気体を圧縮、その後燃焼、膨張の操作を行ない廃棄するという仕組みであることが分かった。
A.①熱サイクルについて学んだ。はじめに雲ができる仕組みについて考えた。飽和蒸気圧曲線について、温度によって相対湿度[%]が変わり、100%になると平衡がH2O(g)→H2O(l)に傾いて水蒸気が水となって出てくる。この温度が露点である。よって、冷やされて露点に達すと気体ではいられなくなり水となって雲ができる。次に、除湿の仕組みについて考えた。シリンダー内で気体を圧縮すると熱くなる。フーリエの法則より熱は温度の高い方から低い方にしか移動しないから、シリンダーの内から外に熱が移動する。25℃になると熱の移動は起こらなくなる。シリンダーを断熱膨張すると温度が低くなる。これを行うには労力が必要である。したがって、エアコンでは必ず電気が必要であり、蒸気機関はこの逆の仕組みでできている。この仕組みは、これらのみならず自動車のエンジンにも利用されている。 ②演題:熱サイクルとその応用、グループ名:リンゴ、グループに属した人:阿部あかり、田代鈴葉、伊藤怜南、逆サイクルの中からカルノーサイクルを選び、P-V図とT-S図、構造概略図を調べた。カルノーサイクルは熱機関の中で最も効率が良いのが特徴である。カルノーサイクルを応用したエ業製品の例として、冷凍機や冷蔵庫が挙げられる。冷媒を用いた熱交換プロセスを通じて、低温から高温への熱を効率的に移動し、冷却効果を生み出している。 ③逆サイクルのカルノーサイクル以外に、冷凍サイクルやヒートポンプサイクルの研究に貢献した人物について調べた。ルドルフ・クラウジウスが挙げられ、クラウジウスは熱力学の第二法則を定式化し、エントロピーの概念を導入するなど、熱力学の基礎理論に大きな影響を与えたとわかった。
A.① 第10回の無機工業化学の授業では、まず初めに飽和蒸気圧について学び、飽和蒸気圧により、雨が降っている原理が説明で切ることを学んだ。また、フロンという物質がオゾン層にダメージを与えるということを学んだ。除湿に関しては、フーリエの法則が用いられており、シリンダーないに圧縮した空気(温度が内側より高い)を入れ、温度を外と同じにしたのち、シリンダー内の圧力を下げることでシリンダー内の温度を下げるという原理で行われているという説明を受け、納得することができた。これより、熱機関は同じような原理で動いているという事が考察できる ②今回の発表では、熱サイクルについて調べた。エアコンは、冷房サイクルと暖房サイクルがある事がわかった。 ③ フーリエの法則について、シリンダーないに圧縮した空気(温度が内側より高い)を入れ、温度を外と同じにしたのち、シリンダー内の圧力を下げることでシリンダー内の温度を下げるという原理で行われているということを復習した。
A.①[講義の再話] 10回目の講義では熱機関と蒸気圧を通して熱エネルギーについて学んだ。熱エネルギーの移動には、対流伝熱、輻射伝熱、熱伝導の3種があり、特に伝導率は工業における金属材料の評価に影響する。例としてアルミニウムや銅があげられ、銅は高い伝導率を、アルミニウムは十分高い伝導率と軽さを兼ね備えるためヒートシンクなどのフィンに用いられることが多い。 ②[発表の要旨] ランキンサイクルを用いた火力発電を選択した。火力発電で用いられているランキンサイクルとは、作動流体の水が液体と気体で相変化する際の圧力などの変化を用いてエネルギーを取り出す手法で、より効率を上げるためには、タービン入り口側の蒸気の温度と圧力を上げ、出口側の蒸気の温度と圧力を下げ、それぞれの温度差、圧力差を大きくすることが有効。 ③[復習の内容] ランキンサイクルでの発電とその効率の向上方法の他、効率的とされる逆カルノーサイクルの利用を調査した。その例として冷蔵庫などで用いられているヒートポンプがあげられた。
A. LCCM住宅（ライフ・サイクル・カーボン・マイナス住宅）とは、ZEH（ネット・ゼロ・エネルギー・ハウス）よりさらに省CO2化を進めた先導的な脱炭素化住宅で、建設時、運用時、廃棄時において出来るだけ省CO2に取り組み、さらに太陽光発電などを利用した再生可能エネルギーの創出により、住宅建設時のCO2排出量も含めライフサイクルを通じてのCO2の収支をマイナスにする住宅である。 自動車の燃費と消費について。燃費とは、燃料（ガソリン、軽油など）の単位容量あたりの走行距離、もしくは一定の距離をどれだけの燃料で走れるかを示す指標である。使用する燃料、タイヤ空気圧、路面状況、エンジンオイルの種類、積載重量、走行パターンなどで変化する。航続距離は、電費×電池のエネルギー容量である。 たとえば、電費が7km/kWhで、電池が40kWhなら、航続距離は280kmとなる。自動車の材料のうち７割が鉄鋼、 ２割が非金属材料、１割が 非鉄金属です。 リサイクルで資源を有効活用できる。
A.①空気中の水蒸気量が飽和蒸気圧に達すると、雲が形成され、やがて雨が降る。冷媒は空調システムで使用され、熱を移動させる。冷媒にはフロンがあるが、フロンはオゾン層を破壊する温室効果ガスでもある。熱の移動には、伝導、放射、対流の3つがある。ハイオクとはオクタン価が高いということ。 ②演題は「熱サイクルとその応用について調べてみましょう」であり、グループ名はなし、メンバーは畠平 青 安藤 丈翔 佐々木 蒼太 松田 拓海 佐々木 赳で行った。 「ディーゼルサイクル」を選んだ。調べると、ディーゼルサイクルは1893年にドイツのルドルフによって発明されたことがわかった。また、応用例としては、名前の通りディーゼルエンジンが挙げられ、その特徴としては、力強さがあり燃費が良いことがわかった。 ③復習として、冷媒の具体例をフロン以外に調べると、アンモニアや二酸化炭素、プロパンがあるとわかった。
A.10. ①講義の再話 自動車がなくなった場合、私たちの移動手段と産業は大きな変革を迎えます。カーボンニュートラルを目指すために、電動自動車や公共交通機関の利用が促進されます。また、自動車産業は再生可能エネルギーの利用やエネルギー効率の向上に注力しています。持続可能な交通手段の開発と普及が、環境負荷の低減と都市の持続可能な発展に寄与します。 ②発表の要旨 テーマ：ディーゼルサイクル グループ名：ディーゼル 共著者：磯亮我、堀尾定一郎、人見一真 役割：データ整理 要旨：ディーゼルサイクルは、ディーゼルエンジンの基本動作原理を示す熱力学サイクルで、圧縮着火を特徴とします。高圧縮比による効率向上が可能で、燃料消費量が少ないことが利点です。しかし、NOxや粒子状物質の排出が課題となっています。 ③復習の内容 自動車中心の都市設計から、歩行者や自転車を重視した都市設計にシフトします。これにより、住みやすい街づくりが進むでしょう。また廃棄ガスの量も減るため大気汚染も回復すると考えられる。
A.①講義の再話 熱エネルギーについて学習した。熱は高いところから低いところに移動し、熱が放射されることでエネルギーを活用したりすることができる。さらにフーリエ法則に従っていることもわかった。さらに金属で考えると導電率が高い金属は熱伝導度も必然的に高くなることと一致するため、伝導率が高い金属が工業製品に使われたりする。例えばアルミなどは伝導率が高いため、熱伝導度も高いことがわかる。 ②発表要旨 今回は逆カルノーサイクルについて調査した。これは理論上最も効率の高い熱サイクルである。カルノーサイクルは一般的に利用されていないが逆カルノーサイクルでは利用されている。どのように利用されているかについて調査するには時間が少なく間に合わなかった。 ③復習の内容 本講義から熱の移動やエネルギーの移動についてより詳しく学習することができた。さらにカルノーサイクルについても改めて学習し、より理解を深めた。どのように利用されているのか調べた結果冷凍機に使われていることがわかった。
A.①【講義の再話】 熱の移動には3形態存在しており、1つ目は伝導、2つ目は放射、3つ目は対流である。この熱の移動を利用してエアコンは部屋の温度を下げたりなどしている。また、エアコンが部屋の温度を下げるためにはフロンが使用され、このフロンは温室効果ガスの一つである。フロンはオゾン層を破壊することにより、地球温暖化を加速させている。 ②【発表の要旨】 熱サイクルとしてランキンサイクルを選択し、ランキンサイクルを応用した工業製品として、火力発電を調べた。ランキンサイクルの特徴として、蒸気を使用して燃料エネルギーから電気を取り出すサイクルであり、全体の効率はそれぞれのエンタルピーのみで表すことができる。また、全体の効率を上げるために再生サイクル、再熱サイクル、再生再熱サイクルがある。ランキンサイクルを応用した火力発電は、石油や石炭などの化石燃料やバイオマスなどを燃焼して得られる熱エネルギーを電力変換する発電方法である。 ③【復習の内容】 フロンについて復習する。フロンは冷蔵庫や冷凍庫の冷媒として使用されている。フロンを使用する前は、冷媒として毒性の強いアンモニアや塩化メチル、二酸化硫黄などの毒性の強いものを使っていた。しかし、フロンは毒性が低いが、物質の構造として塩素が含まれており、成層圏で活性化した塩素がオゾン層を破壊することで、太陽からの紫外線を遮ることができなくなり、地球温暖化が加速した。
A. この講義では、自動車が存在しない場合の社会的影響と、カーボンニュートラルの実現に向けた代替交通手段やライフスタイルの提案について説明します。自動車の不在がエネルギー消費や環境に与える影響と、持続可能な社会の構築方法が議論されます。 演題：カルノーサイクル、グループ名：犬、共著者名：富永陽紀(概念化)、大前。カルノーサイクルは、理想的な熱機関サイクルで、可逆的な過程で構成されています。主な特徴は、温度差に基づく効率の最大化で、最大の熱効率を持つ理論的なサイクルです。サイクルは、等温膨張、断熱膨張、等温圧縮、断熱圧縮の4過程から成ります。この理論に基づく工業製品には、カルノーサイクルを模倣した冷却機や熱機関があります。特に、効率の高い冷却装置やエネルギー回収システムに応用され、エネルギー消費を最小限に抑える技術として使用されています。実際の工業製品では、カルノーサイクルの理想に近づけるために、高効率の冷却機や発電機が設計されています。 自動車がなくなった場合に代替となる交通手段（自転車、公共交通機関など）の利点と課題について考えました。また、カーボンニュートラルを達成するために必要なエネルギー効率の向上や、ライフスタイルの変化についても考え、持続可能な社会の実現に向けた具体的な対策を調べました。
A. 雨粒が落下するかどうかは慣性力と粘性力の比(＝レイノルズ数)によって決まる。また、エアコンには冷媒ガスが用いられており、代表的なものとしてフロンが挙げられる。このフロンという物質はオゾン層を破壊するため、温室効果ガスとしても認知されている。そのため現在ではフロンの使用が禁止され、代替フロンが使用されている。 ディーゼルサイクル・ディーゼルチーム・志賀洸介・調査係 ディーゼルサイクルを選び、その構造や仕組みについて調べた。ディーゼルサイクルは1893年にドイツのルドルフ・クリスチアン・カール・ディーゼルによって考案され、ディーゼルエンジンに利用されていることが分かった。 授業時間外の学習では、ディーゼルサイクルについてさらに深く調べた。ディーゼルサイクルは、可逆断熱圧縮、可逆等圧加熱、可逆断熱膨張および可逆等積冷却の状態変化からなる理論サイクルで、一定圧力で燃焼が行われることから定圧燃焼サイクルとも呼ばれている。また、オットーサイクルのガソリン機関に比べて圧縮比を大きくできるため、理論熱効率が高くなるという特徴がある、ということが分かった。しかし、ディーゼルエンジンには、排気ガスによる大気汚染という問題も存在している。ディーゼルエンジンの模式図とP-V線図、T-S線図をグラフィカルアブストラクトとして提出した。
A.講義の再話 熱エネルギーについて学んだ。熱には、放射、対流、伝導の3つの移動方法が存在する。また、導電率が高い金属は熱伝導度の高いことから、工業製品として利用されている。フーリエの法則や逆カルノーサイクルについても学んだ。 発表の要旨 逆カルノーサイクルについて調査した。理論的に最も効率の高い理想のサイクルであり、応用されているのは空気中から熱を集めて熱エネルギーに変換するエアコンや冷蔵庫のヒートポンプなどである。 復習の内容 熱移動について理解を深めるために調査した。物体が発する熱とは、その物体を構成している原子や分子の運動が熱となっている。物体を加熱すると、その加熱のエネルギーによって、物体の原子、分子がさらに活発に運動することになり、より高温になる。原子や分子の運動が活発になると、熱エネルギーが増加し高温になる。逆に、物体を冷却すると、原子、分子の運動が小さくなり、熱エネルギーが低くなることで、低温になる。
A.① 講義の再話 今回の講義では、雨が降る理由を先生が分かり易く説明してもらいました。雨は飽和蒸気圧とレイノルズ数が関係することが分かりました。またエアコンの熱移動についても聞きました。 ② 発表の要旨 今回のグループワークでは、山本瑞貴、今井皇希、渡辺亮介、陳東冉、小野寺裕己、渡部凜玖でやりました。グループ名はモータリゼーションです。サイクルとしてディーゼルサイクルを私たちのグループは選びました。ディーゼルサイクルの利点としてガソリンよりも高い圧縮比が挙げられます。材料はアルミニウムや合金であることも分かりました。 ③ 復習の内容 講義の復習として、ディーゼルサイクルの問題について調べました。 解決には品質管理部門が重要と分かりました。
A.①再話 雨が落ちてくるかどうかは慣性力と粘性力の比を表す、レイノルズ数によって決まる。除湿とは、水と空気を分離させることをいう。 ②グループワーク 熱サイクルの中からオットーサイクルを選んだ。理論サイクルは可逆断熱圧縮、可逆等積加熱、可逆断熱膨張、可逆等積冷却の状態変化である。応用例は、ガソリンエンジンである。 ③復習 カルノーサイクルについて調べた。カルノーサイクルは、2つの等温変化と2つの断熱変化を組み合わせたサイクルである。それぞれの変化は準静的過程であるため、カルノーサイクルは可逆的なサイクルである。カルノーサイクルは理論上最も熱効率が高いサイクルである。カルノーサイクルはすべての家庭が準静的過程であるため逆に辿ることができる。このサイクルを逆カルノーサイクルという。逆カルノーサイクルは定温側から高温側に熱を運ぶことができるため、冷凍機あるいはヒートポンプとして動作する。
A.①雨は露点を超えることによって降り注いでいます。これは慣性力を粘性力で割ったレイノルズ数で求めることが出来ます。飽和蒸気圧もその指針の1つとなります。飽和蒸気圧とは空気(気体)と水(液体）が共存して気液平衡の状態となっているときの気体の圧力をさします。これと関係して工業製品としてはエアコンが挙げられます。 熱の移動方法は3つあります。伝熱、放射、対流です。空気調和機(エアコン)はフロンガスを冷媒として空気の温度を下げています。また、除湿機能に関しては、空気を冷やすことで水が液体として出てくることを利用しています。しかし、フロンガスはオゾン層を壊してしまうという、地球温暖化の原因の一つになっています。 ② オットーサイクルを選びました。 オットーサイクルとは、フランスのルノアールが最初につくったとされていますが、それを基に最初に火炎点火式などの実用的なガス機関を製作したドイツのニコラウス・アウグスト・オットーにちなんで、オットーサイクルとよばれるようになりました。 比熱一定の理想気体の可逆のクローズドサイクルで置き換えたものとして考えることができ、状態変化としては混合ガスの圧縮、点火、燃焼、燃焼ガスの膨張、排気の順で進みます。 自動車などの火花点火式式容型内燃機関に工業製品として使われています。 ③オットーサイクルの他にカルノーサイクルについて最新工業化学のp61をみてどのようなグラフになるかを復習しました。また、オットーサイクルのグラフと比べてどのようになっているかの比較も行いました。
A.V2Hとは、 電気自動車の電池を、 住宅の電池(ESS)にリユース することである。 電気自動車の 電池容量は、 40kWh程度とすれば、住宅の電池10kWhの4世帯分に相当する。航続距離は、電費×電池のエネルギー容量である。 たとえば、電費が7km/kWhで、電池が40kWhなら、航続距離は280kmとなる。リチウムイオン二次電池の理論エネルギー密度は、580mWh/gである。 40kWhの 電池の重量は68kg。 一方21km/Lで280km走ろうとしたら、ガソリンは13L。ガソリンの密度は0.8kg/m3なので、10.4kg。だんぜんガソリンの方が軽くなる。 この授業での発表用紙の演題は熱サイクルとその応用について調べた。ディーゼルサイクルのp－v線図とt－ｓ線図を調べた。ディーゼルサイクルのメリットは高い圧縮化とガソリンエンジンよりも高い熱効率があることである。デメリットは高コストであることや排出ガスによる大気汚染があることである。また、騒音などが挙げられる発表や意見交換での役割は概念化であった。共同著者は渡辺亮介、千葉光起、小野寺裕己、山本瑞樹、今井皇希、渡部凛玖、陳東再であった。 今回の講義の復習ではディーゼルエンジンがどのように用いられているかについて調べた。ディーゼルエンジンは自動車だけでなく、建設機械や農業機械に用いられているということが調べられた。
A.①熱サイクルについて学習しました。自動車にも熱サイクルが施されていて、身近なところで熱サイクルが働いていることがわかりました。また、冷媒についても学習しました。冷媒は、熱を温度の低いところから高いところへ移動させるために使用される流体のことで、エアコンや冷蔵庫に含まれているとこがわかりました。 ②グループワークでは、熱サイクルとその応用について調べ学習をしました。 グループ名：なし 共著者名：畠平青 安藤丈翔 佐々木蒼太 佐々木赳 松田拓海 私たちのグループでは熱サイクルの種類として、ディーゼルサイクルを選びました。ディーゼルサイクルは圧縮着火式容積型内燃機関であり、応用としては、ディーゼルエンジンとして使われ、バスやトラック、船などの大型のエンジンになっていることがわかりました。 ③グループワークで挙げられた熱サイクルは他に、オットーサイクルや部レイトンサイクル、ランキンサイクル、スターリングサイクル、カルノーサイクルと様々な種類の熱サイクルがあることがわかりました。
A.① 固体、液体、気体を問わず、熱は高温から低温へ移る性質があり、この性質を利用して、効率的に熱を移動させる装置のことを熱交換器ということが分かりました。逆カルノーサイクルは、理論的に最も効率の高い理想的な可逆熱力学サイクルであり、カルノーサイクルを逆運転させたもので、低温の熱源から高温の熱源へ熱を移動させる際外部から仕事を受け取るものだと分かりました。逆カルノーサイクルの代表として、エアコンがあることが分かりました。 ②演習では、私たちのグループでは逆カルノーサイクルを選びました。これは、空気中から熱を集めてエネルギーに変換する仕組みです。逆カルノーサイクルを応用した工業製品として、クーラーや冷蔵庫が挙げられます。 ③復習として、熱交換器や逆カルノーサイクルについてさらに詳しく調べました。
A.なぜ雨ができるか、それは飽和蒸気圧が関係してくる。水分を含んだ大気が上昇気流により上空へ運ばれ、そこで冷やされることにより飽和蒸気圧を迎え、水滴ができる。水滴がある一定数できることにより上昇気流がそれを支えきれなくなり、雨として地上へ落ちてくる。また、それは慣性力と粘性力の比であるレイノルズ数とも雨の降り方に関わってくる。つまり、除湿というのは水と空気を分離することである。それには冷やすことが効果的だが、その材料となっていたのがフロンである。これはオゾン層を破壊する最強の温室効果ガスである。また、温室効果ガスはジュール・トムソンの法則「気体の内部エネルギーは体積によらず温度に依存する」を共通の性質として持っている。
A. ディーゼルの圧縮比は高く、10.5:1である。タクシーは電気自動車である。LCCM住宅というものがあり、省二酸化炭素化に富んだ先進的な脱炭素化住宅である。また、電気自動車はガソリン自動車よりも重く、また充電に使用する電気を火力発電でまかなうとすれば石炭を使う必要があるために二酸化炭素を放出する。温度は高い方から低い方へ移動し、この性質を利用した工業製品としてエアコンの除湿機能がある。 演題は熱サイクルとその応用について調べてみましょうである。チーム名はサイクルであり、グループに属する人は高橋加奈子、高橋美羽、赤池佳音、松本凛、高橋加奈子である。役割はResourcesである。オットーサイクルについて調べ、吸着、圧縮、燃焼、排気の４つのサイクルが存在することが分かった。 カーボンニュートラルとは二酸化炭素などの温室効果ガスの排出量を「ゼロ」にするものである。ここにおけるゼロとは排出量から吸収量と除去量を差し引いた合計がゼロとなることを示しているため、二酸化炭素の放出量が全くないという意味ではないことに注意しなくてはならない。
A. この講義ではLCMM住宅について学んだ。これはZEHよりさらに省CO2化を進めた先導的な脱炭素化住宅であり、建設時、運用時、廃棄時においてできるだけできるだけ省CO2に取り組み、さらに太陽光発電などを利用した再生可能エネルギーの創出により住宅建設時のCO2排出量も含めライフサイクルを通じてのCO2の収支をマイナスにする住宅のことであった。またV2Hという用語も習った。これは電気自動車の電池を住宅の電池にリユースすることである。 発表では、熱サイクルとその応用について調べた。私たちの班ではオットーサイクルを取り上げた。応用した工業製品には自動車があり、オットーエンジンとして使われている。仕組みは空気を入れる、圧縮する、点下、放出の繰り返しにより力を生み出している。 復習として自動車の燃費と電費を学習した。区分はHV,EV,PHV/PHEV,FCVがある。HVの例としてはアクアがあり、実燃費は21km/L、電費は7km/kWhであった。
A.電気自動車や超小型モビリティの普及は、化石燃料からバッテリーへのパラダイムシフトを象徴している。LCCM住宅はCO2排出を削減し、再生可能エネルギーを活用する先進的な住宅だ。V2H技術により電気自動車のバッテリーを住宅で再利用できるが、安全なリユースにはインスペクションが欠かせない。リチウムイオン電池は軽量化が進んでいるが、発電源によっては依然として環境負荷が高い可能性がある。資源の持続可能な利用を促進するため、リサイクルや設計の国籍に関する意識も重要だ。 発表では自動車とオットーサイクルについて調べた。オットーサイクルは内燃機関の一種で、主にガソリンエンジンに使用される。吸入、圧縮、燃焼、排出の4工程から成り、高圧縮比により効率を向上させる。この燃焼プロセスは自動車の走行性能や燃料効率に大きく影響し、オットーサイクルを採用したエンジンは長年自動車の主流として進化を遂げる。 復習ではLCCM住宅について学んだ。LCCM住宅（ライフサイクルカーボンマイナス住宅）は、住宅のライフサイクル全体を通してカーボンニュートラルを目指す建物。省エネルギー設計、再生可能エネルギーの利用、長寿命性、廃棄物の削減を重視し、環境負荷を減少させることが目的。持続可能な社会の実現に寄与するため、エネルギー効率を高めた住宅の普及が期待される。
A.①ガソリン自動車は燃費、電気自動車は電費と言う。 ②オットーサイクルについて調べ、エンジンに使われていることが分かりました。 ③電気自動車のエネルギー効率は電費
A.①雨が降る原因は、大気中での水の循環と気象条件によるものである。水が蒸発すると上昇気流が発生し、冷却して凝結する。すると雲が形成し、降水する。雨が降る条件は、湿度:は空気中に十分な水蒸気が存在することが必要で、気温差は暖かい空気と冷たい空気の接触により、上昇気流が発生しやすくする。地形の影響は、 山岳地帯や海岸線など、特定の地形が雨を降らせる要因となる。また、大気が不安定であると、上昇気流が強まり、雨が降りやすくなる。 エアコン（エアコンディショナー）の仕組みは、冷媒（冷却剤）を用いて室内の空気を冷やす
A.①【講義の再話】 冷媒には、フロンや二酸化炭素、アンモニアなどがある。これらの冷媒は、ジュール・トンプソン効果の期待を急激に膨張させると期待の温度が下がるという現象を利用している。シリンダーやピストンは、ポンプの圧縮、膨張を利用して温度を下げている。外燃機関は、気体内部にある期待を、外部の熱源で加熱、冷却により膨張、収縮させることで熱エネルギーを運動エネルギーに変換している。内燃機関は、シリンダーなどで、機関内の燃料を燃焼させ、生じた燃焼ガスを直接作動流体として用いてその熱エネルギーによって仕事をする。
A.【講義の再話】 飽和蒸気圧は、特定の温度で空気中の水蒸気が凝縮せずに存在できる最大の圧力のことである。雲が形成されるとき、飽和蒸気圧を超えた水蒸気は凝縮し、水滴ができ、雨となる。また、熱移動には以下の3つのメカニズムがある。伝導: 物質内部の粒子間でエネルギーが直接伝わること。対流: 液体や気体の流れによって熱が運ばれること。放射: 物体が電磁波として熱エネルギーを放射すること。 【発表の要旨】 グループワークにおいて、熱サイクルとその応用について調べた。自分たちのグループは、カルノーサイクルについ
A.①雨が落ちてくるかこないかはレイノルズ数によって決まります。レイノルズ数とは、流体の慣性力（流体の運動量）と粘性力（流れを抑制しようとする力）の比を表す無次元数であり、流体解析を実施する前に層流・乱流の見当をつけるために、利用されます。熱の移動の仕方には伝導、放射、対流があります。固体の内部や表面を熱が伝わることを伝導と言います。真空中を伝わることが放射と言います。液体や気体の一部分の温度が上がると全体が動いて均一温度になっていくことを対流と言います。 ②演題: 熱サイクルとその応用について調べてみまし
A.①雨はなぜ降るのか？それは、水と空気の飽和蒸気圧などから説明することが出来る。飽和蒸気圧の説明には相対湿度と絶対湿度が関係している。日本では、基本的に湿度が高いため除湿が出来る製品が人気である。その製品とは、エアコンディショナーのことであり、水と空気を分離して除湿を行うことが出来る。ただし、エアコンで除湿を行うと熱が本体に溜まり、故障の原因となるため、本体を冷やす冷媒が必要である。その冷媒にはフロンや二酸化炭素など、ジュールトンプソン効果が大きい物質が含まれており、以前から世界的な環境問題として取り上げら
A.①フロンはオゾン層を破壊してしまう最恐の地球温暖化物質である。 ②オートサイクルとは4ストロークガソリンエンジンの理想サイクルであり、吸気、圧縮、燃焼、排気の工程の燃焼サイクルを深めることに役立つ。また、これが使用させる工業製品として自動車が挙げられる。 ③フロンとはオゾン層の破壊や、地球温暖化を引き起こす化学物質の総称で代表的なフロンガスであるクロロフルオロカーボンは、無色、無臭、不燃性で化学的に安定している優れた特性のため、エアコンや冷蔵庫の冷媒、電子部品の洗浄、発泡スチロールの発泡材、スプレーな
A.
A.①自動車の歴史や組み立て、部品、自動車とIOT、燃費や燃費について学んだ。自動車は電気自動車やIoTと結びついた様々な機能搭載したものが発明されていることを知った。自動車の材料のうち、7割が鉄鋼、2割が非金属材料1割が非鉄金属であることを知った。これらの資源をリサイクルすることができれば、よりサスティナブルな生活をすることができるだろうと考えた。 ②グループワークでは熱サイクルとその応用について調べた。私たちのグループでは、逆カルノーサイクルについて調べた。逆カルノーサイクルは断熱膨張、等圧膨張、断熱圧
A.①化石燃料からバッテリーへの移行が進む中で電気自動車や電気自転車が普及してきています。 電気自動車の航続距離は電費と電池のエネルギー容量によって決まります。例えば、電費が7km/kWhで電池が40kWhなら、航続距離は280kmとなります。電気自動車の電池を住宅の電池の再利用するV2H技術では、4世帯分のエネルギーを供給することが可能です。自動車の材料の70%は鉄鋼、20%は非金属材料、10%は非鉄金属であるため、廃棄物のリサイクルを通じて資源を有効活用することが重要です。 ②【演題】：熱サイクルとそ
A.【講義の再話】 熱サイクルについて学びました。 【発表の要旨】 演題：熱サイクルとその応用について調べてみましょう グループ名：無機 共著者名：冨永陽紀 役割：グラフィカルアブストラクトの作成 カルノーサイクルについて調べました。熱機関の中で最も効率が良いが、理想気体を利用しているため実現不可能であり、応用した工業製品はないことが分かりました。 【復習の内容】 成績評価申請書を書く際に復習しました。
A. 10回目では、雲から雨が降る理由はについて学んだ。まず雲は上昇気流によって運ばれた冷やされた白く見える水や氷の粒で、飽和蒸気圧をこえて析出した水や氷が大きくなり、落ちて雨となる。フロンはオゾン層を破壊する温室効果ガスであることを学んだ。よってフロンガスは大気中に放出するのはオゾン層破壊をするので厳禁である。空気は圧縮したら暑くなるので、ポンプの熱は内から外に移動する。断熱圧縮で熱が上がり断熱膨張で熱は下がる。よって熱エネルギーコントロールするには運動エネルギーをコントロールしなければいけないということも
A.①雨が降るのは飽和蒸気圧とレイノルズ数が、関係しているという。飽和蒸気圧とは、気体と液体が気液平衡状態のことを指している。雨は飽和蒸気圧が露天に達することによって振る。また、フーリエの法則についても学んだ。熱は温度の高いところから低いところに向かって移動する。これを利用し冷媒というエアコンなどのような空気の温度を低いところから高いところに移動させる流体の仕組みである。 ②私たちの発表では、オットーサイクルについて調べた。オットーサイクルには、理論サイクルというものがあり、可逆断熱圧縮、可逆等積加熱、可逆
A.①第10回の講義では自動車について調べました。特に電気自動車について学びました。LCCM住宅（ライフ・サイクル・カーボン・マイナス住宅）とは、ZEH（ネット・ゼロ・エネルギー・ハウス）よりさらに省CO2化を進めた先導的な脱炭素化住宅で、建設時、運用時、廃棄時において出来るだけ省CO2に取り組み、さらに太陽光発電などを利用した再生可能エネルギーの創出により、住宅建設時のCO2排出量も含めライフサイクルを通じてのCO2の収支をマイナスにする住宅です。この住宅で電気自動車を充電することによりＣO2排気量が減少す
A.1.講義の再話 雨について学んだ。雨が降るのは大気中の小さな水粒子が飽和蒸気圧に達すると大気中の水蒸気が凝縮し大きい水の粒になり雨になる。雨になる水滴はレイノルズ数という慣性力と粘性力の比で表される定数によって雨が降るかが決まる。また、飽和蒸気圧曲線において相対湿度というものがあり、100％を超えると雨になる。 フロンについて学んだ。フロンやアンモニアなどが冷媒に使われる。 2.発表の要旨 演題：熱サイクルとその応用について調べてみましょう グループ名：A 共著者：小川峻世 佐藤和哉 倉本泰地
A.①水滴が空から落ちてくるかどうかはレイノルズ数、つまり慣性力と粘性力の比によって決まります。相対湿度とは液体状態の水と気体状態の水が完全に平衡のとき100%となります。除湿というのは分離操作のことで、水と空気を分離します。空気を冷やすと露点に達して液体の水になり分離されるので、空気を冷やすと除湿ができます。熱の移動は伝熱、対流、放射の３つに分類できます。冷媒とは流体の物質で、例としてフロンが挙げられます。フロンはオゾン層を壊す物質なので絶対に漏らしてはいけません。 ②演題：熱サイクルとその応用について調
A.
A. 電気自動車についてビークルからモビリティへ学びました。LCCM住宅(ライフ・サイクル・カーボン・マイナス住宅)とは、ZEH(ネット・ゼロ・エネルギー・ハウス)より、さらに省二酸化炭素化を進めた先導的な脱炭素化住宅で、建設時、運用時、廃棄時においてできるだけ省二酸化炭素に取り組み、さらに太陽光発電などを利用した再生可能エネルギーの創出により、住宅建設時の二酸化炭素排出量を含めライフサイクルを通じて二酸化炭素の収支をマイナスにできる住宅のことであります。 演習「熱サイクルとその応用について調べてみましょ
A. 日本産業規格（JIS D分野）は、自動車に関連する規格を定め、カーボンニュートラルを目指すための重要な取り組みを支援している。電気自動車やハイブリッド車の普及を促進するため、バッテリー技術や充電インフラの標準化、エンジンと電動モーターの性能基準を策定し、燃費向上とCO2排出量の削減を図っている。さらに、燃料電池車の技術開発や水素供給インフラの整備も進められ、持続可能な交通システムの実現に寄与している。 発表の要旨は水素のディーゼハサイクル グールプ名前はモータリゼーション メンバー：山本瑞貴 渡部凛
A.①まず、熱エネルギーについての話があった。熱エネルギーが、高エネルギー体から低エネルギー体へ移動する方法の種類は3種類存在し、対流伝熱、熱伝熱、放射伝熱が挙げられる。対流伝熱は、気体や液体の中を熱が伝わること、熱伝熱は、物質の内部や表面を熱が伝わること、放射伝熱は、電磁波などによって熱が伝わることである。 ②グループワークは、熱サイクルとその応用について調べてみようというものであり、私たちは火力発電のランキンサイクルについて調べた。火力発電で用いられているランキンサイクルは、作動媒体を一般的な水からより
A.①蒸気圧(飽和蒸気圧)とは、気体と液体が共存し、気液平衡の状態になっているときの気体の圧力のことだと知った。また、エアコンの正式名称がエアーコンディショニングであり、日本語では空気調和機だと知った。除湿とは、温度を下げて、結露した水分をエアコンが吸収してすることで湿度を下げることだということが分かった。冷媒とは、冷蔵庫やエアコンなど機器の中で、熱を温度の低い所から高い所へ移動させるために使用される流体の総称だと知った。 ②ワークショップでは、オットーサイクルについて調べた。オットーサイクル機関とは、火花
A. LCCM住宅(ライフ・サイクル・カーボン・マイナス住宅)とはZEH(ネット・ゼロ・エネルギー・ハウス)よりさらに省CO2化をすすめた扇動的な脱炭素化住宅で、建設時、運用時、廃棄時においてできるだけ省CO2に取り組み、さらに太陽光発電などを利用した再生可能エネルギーの創出により、住宅建設時のCO2排出量も含めライフサイクルを通じてのCO2の収支をマイナスにする住宅である。 ブレイトンサイクルについて調べた。ブレイトンサイクルは火力発電、ジェット機に利用されており、可逆断熱圧縮、可逆等圧線加熱、可逆断熱
A.①カーボンニュートラルのために、建築時・運用時・廃棄時において省CO2化を進めた先進的な奪炭素化住宅のLCCM住宅や、電気自動車の電池を、住宅の電池にリユースするV2Hなどがあります。私達の生活に必要不可欠な自動車は、明治時代に発展した繊維産業を支えた機械産業がさらに発展し、自動車産業へ変わりました。トヨタなどの自動車メーカーは、できるだけCO2を排出しない自動車を作るように日々企業努力をしていることが分かりました。 ③私が選んだのは、カルノーサイクルです。 カルノーサイクルはヒートポンプに使用さ
A.① 湿った空気が地表で暖められると、上昇気流が発生し気圧が下がる。これにより、飽和蒸気圧が低下し、空気中の水分が液体に変化し雲ができる。これはエンジン内のシリンダーにおけるサイクルに関係する。シリンダーでは燃料を爆発させ体積が膨張するとピストンが押し上げられる。エンジンは熱エネルギーを運動エネルギーに変換する熱機関である。エアコンは空気の圧縮・膨張による温度変化を熱媒体で運ぶ。 ② アトキンソンサイクルについて。班員は石山成晃、大藤雄也、鈴木颯斗、笠松祐太。エンジンは通常、圧縮比と膨圧比が等しい。アトキ
A.①講義の再話 雨が降る要因には、飽和蒸気圧、露点、慣性力と粘性力の比で定義されるレイノルズ数が関係している。エアコンの除湿では空気から水を分離している。熱の移動は3種類あり、熱伝導、対流、放射がある。熱伝導は物質の内部や表面を熱が伝わる。対流は液体や気体の中を熱が伝わる。放射は物体から放射される電磁波によって熱が伝わる。 ②発表の要旨 演題 熱サイクルとその応用について調べてみましょう グループ名 A 共著者 小川峻世 佐藤和哉 倉本泰地 村田翔太朗 役割 調査 ディーゼルサイクルを選んだ
A. 蒸気圧や熱について、まず、雨の話から関連して飽和蒸気圧について学びました。雨は飽和蒸気圧によって露点に達することで、雨が降っています。次に冷却について学習しました。冷媒としてはフロンがありますが、これはオゾン層を破壊する温室効果ガスとして知られています。熱移動には、伝熱、放射、対流の3つがあります。エアコンの室外機には熱交換器としてアルミニウムのフィンが付いています。ガソリンのハイオクとはオクタン価が高く、圧縮比の高いものに使用されていることを学びました。 発表では、ディーゼルサイクルについて調べま
A.①講義の再話 今回の講義では熱エネルギーについて学習した。熱エネルギーとは温度が高いところから低いところへ流れるエネルギーで温度が上がるほど悦エネルギーの運動は活発になる。熱エネルギーは伝導。対流、放射の三つの方法で移動する。また冷媒についても学習し、冷媒は気化熱と凝縮熱の働きを利用し、熱を運び、冷蔵庫やエアコンなどで使われていることを学んだ。 ②発表の要旨 演題：熱サイクルとその応用について調べてみましょう グループ名：A 共同著名：倉本泰地 村田翔太朗 堀田康介 佐藤和哉 中井怜 役割：調
A.講義について 雨が降るかどうかは慣性力と粘性力の比で表されるレイノルズ数が関わっていらということを学んだ。自動車はガソリンで走るものが主流になっているが電気で走るものがトレンドになりつつある。自動車は様々な材料が使われており、7割が鉄で2割が非金属であり、1割りが非鉄金属でできている。 発表について 熱サイクルについて 復習について エアコンは冷媒を圧縮することで冷房が高温になり、冷媒が外気に熱を放出する。
A.①講義の再話 自動車がなくなった場合、私たちの移動手段と産業は大きな変革を迎えます。カーボンニュートラルを目指すために、電動自動車や公共交通機関の利用が促進されます。また、自動車産業は再生可能エネルギーの利用やエネルギー効率の向上に注力しています。持続可能な交通手段の開発と普及が、環境負荷の低減と都市の持続可能な発展に寄与します。 ②発表の要旨 テーマ：ディーゼルサイクル グループ名：ディーゼル 共著者：磯亮我、堀尾定一郎、人見一真 役割：データ整理 要旨：ディーゼルサイクルは、ディーゼルエ
A.私たちは熱サイクルとして、ディーゼルサイクルを選んだ。ディーゼルサイクルはバスや船に使用されている。pV線図とts線図は設問2の通りになった。
A. 熱の移動は、熱は高い方から低い方へ移動する。伝熱による熱の移動は温度差である。ディーゼルサイクルは自動車と船舶、鉄道車両に使われている。飽和蒸気曲線や相対湿度についても分かった。 オクタン価とセタン価について、ガソリンとエンジンは、燃料を火花で点火して燃焼させる。ガソリンが勝手に自然発火すると、ノッキングと言われる圧力上昇による不快音が発生する。ガソリンの自然発火のしにくさはオクタン価で表され、自然発火しにくいイソオクタン価を０と規定している。同一系列の飽和炭化水素では、分子量の低いものほどオクタン
A.
A.①雨が降る仕組みは、湿った空気が上昇し、飽和蒸気圧に達してできた水滴が落ちてくることによる。雨粒が落ちてくる速さは慣性力と粘性力で決まる。除湿とは水と空気を分離することである。エアコンは空気調和機ともいい、空気を冷やすことによって温度が下がって露点に達し、水と空気を分離することによって湿度を下げることができる。エアコンには冷却器と放熱器がある。エアコンにはフロンが使われているが、オゾン層を壊す物質であり、最強の温室効果ガスであると言われている。そのため、フロンの代替としてアンモニアなどが用いられている。熱
A. 授業の始めになぜ雨が降るのかについて考えました。そこで、飽和蒸気圧が取り上げられました。湿った空気が落ちるかどうかはレイノルズ数（慣性力と粘性力の比）が関係してくることを学びました。また、相対湿度[％]、露点、除湿（空気を露点まで冷やして中の水を液体にして液体と気体で分離する、具体的に冷やすとは、熱の伝導、放射、対流が関連していて、フロンに代わるアンモニアなどの冷媒を使用する）。これに関連して、ジュール・トムソン効果、断熱圧縮（逆カルノーサイクル）を学びました。また、圧縮したら基本的に熱くなる（自転車の
A. 冷媒について講義内で触れた。冷媒とは冷凍サイクルにおいて熱を移動させるために用いられる熱媒体の事をいう。代表的な冷媒としてはフロン、アンモニア、二酸化炭素などが挙げられる。これらに共通する性質は極性があるという点である。極性があると圧縮したときに熱が発生してしまう。これを防ぐには断熱圧縮をしなければならない。フロントはオゾン層を破壊する分室であり、最強の温室効果ガスである。 今回のグループワークでは、熱サイクルとその応用について調べた。自分たちのグループはオットーサイクルについてグループワークをした
A.①家電や自動車といったものをインターネットに接続する技術をIoTと言い、これはセンサーを使用している。LCCM住宅をIoTの対象とすることで二酸化炭素の収支をマイナスにすることに利用できる。また、電気自動車の電池を住宅の電池にリユースすることも二酸化炭素の排出量減少に貢献している。自動車産業の発展は繊維工業を支えた機械工業によるものである。また二酸化炭素を発生させていた自動車は、電気自動車に変化しつつあり環境への配慮に貢献する。 ②演題：オットーサイクル グループ名：サイクル メンバー：?橋可奈子、
A.講義の再話 湿度やエアコンなどの話から熱に関することについて学びました。熱には、伝熱、放射、対流という作用があります。また、物理学などの熱力学分野でも学習したカルノーサイクルがあります。カルノーサイクルは、可逆等温変化と可逆断熱変化による可逆サイクルのことです。ここから、熱効率を求めることができます。 発表の要旨 ディーゼルサイクルについてまとめました。このディーゼルサイクルは、ディーゼルエンジンなどに応用されています。このディーゼルエンジンの特徴としては、力強さがあることと燃費が良いことが挙げられ
A. 雨が降るメカニズムについて、湿った空気が上空へ移動し、気温が下がる。それにより飽和蒸気圧が小さくなるため気液平衡の関係から水は液体となる。こうしてできた雨粒が降ってくると雨となる。水が気体から液体になる温度を露点という。これと似たもので除湿がある。これは化学工学分野で分離操作に該当する。空気中の水を冷やし、液体にすることで分離を行う。また、その冷却は冷媒ガスを使っており、フロンがあるがオゾン層を破壊するため、使用は禁止されている。 演題は「熱サイクルとその応用について調べてみましょう」であった。グル
A. レイノルズ数は慣性力を粘性力で割った値である。主に流体の分野で利用されることが多い。夏場のみならず冬場にも必要になったエアコン。和名は空気調節機である。除湿機能は水と空気を分離する機能で、空気を露点まで冷やすと水蒸気でいられなくなり水として出てくるのだ。冷媒にはジュールトンプソン効果が利用されている。室外機には熱伝導率が高いものが選ばれアルミが利用されている。銅も熱伝導率が高いが質量が思井ということから利用されていない。 熱サイクルとして、オットーサイクルを選んだ。オットーサイクルが利用された工業製
A.水滴が雨となって落ちてくるのは、標高が高くになるにつれて気温が下がり、空気中に溶けきれない水が落ちてくるからである。これには慣性力や粘性力、レイノルズ数が関係する。熱の移動方式には伝熱、放射、対流の３つがある。ここで伝熱の場合フーリエの法則が使用できる。 オットーサイクルを吸気、圧縮、燃焼、排気の段階に分けて図に書いて紹介した。 オットーサイクルを選んだ。 オットーサイクルはニコラウス・アウグスト・オットーが考案したものである。可逆断熱圧縮、可逆等積加熱、可逆断熱膨張および可逆等積冷却の状態
A. ①熱の移動と交換について学びました。熱移動には伝導、放射、対流の３つがあります。伝導は、物体同士の間で起こる熱移動で、放射は赤外線によって行われる熱移動で、対流は液体中若しくは空気中で行われる熱移動を指します。私たちの生活で欠かせないエアコンは室内の温度を徐々に設定値まで変更する力を持っていますが、このような機会には熱を逃がすための室外機が多くの場合設置されており、それらの材質にはコンプレッサーやファンには鉄が使われ、周囲を囲む外装には主にアルミニウムが使用されることが多いです。これは、できるだけ室外機
A.①雨が降る理由やエアコン、エンジンのしくみについて学習しました。エアコンはエアーコンディショナーの略であり、日本語では空気調和機といいます。エアコンの冷媒物質としてフロンが使われていますが、フロンはオゾン層を破壊する温室効果ガスの一種であるため、廃棄する際にはフロンを排出しないように回収することが必要になります。 ②演題：熱サイクルとその応用について調べてみましょう、共著者名：一ノ宮和奏、熊坂結菜、佐藤礼菜 私たちのグループは、逆カルノーサイクルを選びました。逆カルノーサイクルは、冷凍機やヒートポン
A.1.冷媒について講義内で触れた。冷媒とは冷凍サイクルにおいて熱を移動させるために用いられる熱媒体の事をいう。代表的な冷媒としてはフロン、アンモニア、二酸化炭素などが挙げられる。これらに共通する性質は極性があるという点である。極性があると圧縮したときに熱が発生してしまう。これを防ぐには断熱圧縮をしなければならない。フロントはオゾン層を破壊する分室であり、最強の温室効果ガスである。 2. オクタン価とセタン価について、ガソリンとエンジンは、燃料を火花で点火して燃焼させる。ガソリンが勝手に自然発火すると、ノッ
A. エアコンなどに備わっている空気調和機には除湿の機能がついていることが多い。除湿の主な機能としては水と空気を分離することであり、飽和水蒸気量や蒸気圧が関係している。元来のエアコンでは冷媒としてフロンが用いられていたのだが、オゾン層を破壊することが判明したため禁止にされた背景がある。そこでジュールトンプソン効果と呼ばれる気体圧縮時の温度変化を利用することによって、環境に負荷をかけにくい構造を確立することができたのである。 今回「熱サイクルとその応用について調べてみましょう」について「調査」の役割でワーク
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A.①講義の再話 熱の移動には3種類存在し、熱伝導、熱放射、熱対流がある。熱伝導とは物体内部に温度差が存在するときに熱が移動することである。熱放射とは原子や分子から温度に依存する電磁波が放出されてそれによって熱が移動することである。熱対流とは気体や液体そのものが移動することで熱が移動することである。 ②発表の要旨 平常演習では、熱サイクルとその応用について調べた。 グループ名 A 共著者 小川峻世 中井怜 倉本泰地 村田翔太朗 役割 調査 ディーゼルサイクルを選んだ。4ストロークディーゼルエンジ
A. 雲はなぜできるのだろうか。湿った空気が地表が暖められたことにより上昇すると気圧が下がったことによって飽和蒸気圧が低下し、空気中の水分が液体に変化する。これが雲のでき原理である。このとき気圧の低下により、上昇した空気は膨張しており、これはエンジン内のシリンダーにおけるサイクルを考えるうえで役立つ例である。熱機関は運動エネルギーと熱エネルギーをコントロールするものであり、エアコンもエンジンも本質的に同じ原理である。 演題は「熱サイクルとその応用について調べてみましょう」、グループ名はディーゼルサイクル、
A.自動車はガソリン車から始まり今の原動力は電気である。航続距離は電費×電池のエネルギー容量である。発表の要旨では夫そーサイクルについて調べ、オットーサイクルが吸気したあと圧縮した後加熱をし空気が圧縮されることで原動力にして廃棄する方法であることを調べた。復習でもオットーサイクルについて調べ、オットーサイクルとはガソリンエンジンに使用されているサイクルで、圧縮、着火、膨張、排気の4つの過程から成り立つことを調べた。
A.水滴が落下するかどうかは、レイノルズ数によって決まる。レイノルズ数は、粘性力と慣性力の比で求めることができる。フロンは過去に、エアコンや冷蔵庫となどの冷却するものに対して冷媒として用いられた。安定的であるために工業的には使いやすかったが、フロンは温室効果ガスであり、オゾン層を破壊するというデメリットが存在しているため、いまではあまり使われなくなった。 演題:熱サイクルとその応用について調べる 共著者:高橋美羽、五十嵐千紘、赤池佳音、高橋可奈子 自分の役割: Resources オットーサイクル
A.①講義の再話 雨はどうして降るのかというと、空気中の水蒸気が飽和状態に近づき、水滴が形成され、慣性力と粘性力によって地表に落ちてくるからです。空気中の水分量を測る基準として、相対湿度があり、単位は％や、g/Lです。冷やすと空気中の水蒸気が露点に達して水になり、除湿することができます。冷やすには、熱の移動が必要です。熱の移動の3形態としては、伝熱、放射、対流が挙げられます。 また、冷媒とは、熱を温度の低い所から高い所へ移動させるために使用される流体の総称です。例として、フロンや二酸化炭素があります。
A.①水滴が落ちるか否かは慣性力と粘性力の比で表されるレイノルズ数が関わっている。 相対湿度が100%を超えることを飽和状態という。 エアーコンディショニングは空気調和機のことであり、除湿は空気と水を分離している。部屋の温度を下げることによって水滴を取り出している。 フロンはオゾン層を破壊する最強の温室効果ガスである。 フーリエの法則によると、電熱の移動は温度が高い方から低い方へ移動する。 ②グループワークでは、熱サイクルとその応用について調べた。メンバーは大藤雄也、石山成晃、鈴木颯斗、笠松祐太であ
A.今のガソリンエンジンの自動車の始まりは蒸気の力で走る「蒸気自動車」が起源であるとされる。1769年ごろとされる。今のガソリンエンジンの自動車は1886年にエジソンの原型によって誕生した。1900年ごろアメリカのフォード社が初めて流れ生産方式で自動車の量産を行った。これにより価格も安く作ることができた。日本では1907年に製造された。これが日本初めてのガソリンエンジン自動車とされる。また電気自動車の歴史もガソリンエンジン自動車よりも古い。電池は1777年、モーターは1823年に発明されており、1873年にイ
A.今回の授業では自動車における技術開発とそれに伴う影響について学びました。また、雨が降る理由や雲のでき方についても学びました。その理由として飽和蒸気圧曲線が関係しているということがわかりました。また、自動車はガソリンで走りますがそのガソリンが地球にもたらす影響についても学習しました。ガソリンは化石燃料から作られるため、地球にあまり良い影響をもたらさないということも学びました。そして、企業が熱効率のいい自動車を開発したり、電気自動車を開発している背景についても学習しました。 今回の発表の要旨として熱サイクル
A.【講義の再話】自動車の発明によって移動するのが速く、楽になり私たちの生活に欠かせないものとなった。しかし、自動車は化石燃料を消費して二酸化炭素などのガスを排出してしまうため、環境に良くない。そこで、二酸化炭素の排出を抑えた電気自動車の開発が進んでいる。自動車を使わないという選択肢は現代の生活において非常に難しいことであるため、二酸化炭素の排出を出来るだけ削減し、再生可能エネルギーの利用を増やしていくことで持続可能な社会を作ることが重要である。 【発表の要旨】[演題] 熱サイクルとその応用について調べてみ
A.①雨は水蒸気を含んだ空気が上昇気流によって運ばれ、上空で冷やされて水滴の塊となって降り注ぐ現象である。 ②オットーサイクルについて調べた。オットーサイクルは、ガソリンエンジンなどの内燃機関によく使用されるサイクルである。 圧縮、着火、膨張、排気の4つの過程から成り立つ。 オットーサイクルでは、圧縮比の高さが熱効率に直接影響を与える。 高い圧縮比を実現することで、燃料の燃焼効率を向上させ、熱効率を高めることができる。 ③復習として、カノル―サイクルについて調べた。カノル―サイクルとは温度の異なる二つの熱
A.①講義の再話 雨が落ちてくるかはレイノルズ数によって決まる。フロン、二酸化炭素、アンモニアに共通する性質は極性を持っていることである。ジュールトムソン効果とは断熱容器の中で実在気体が細孔から仕事をせずに不可逆的に流れ出るとき、気体に温度変化が生じることである。フーリエの法則とは、熱が温度の高いところから低いところへ移動すること。オットーサイクルで効率を上げるには圧縮比をあげる必要がある。しかし、ディーゼルで効率を上げるために圧縮比をあげると音が大きくなる弱点がある。 ②発表の要旨 演題：熱サイクルと
A.①講義の再話 今回の講義では、熱エネルギーについて学んだ。熱には、放射、対流、伝導の3つの移動方法が存在し、温度が高いところから低いところへ流れるエネルギーにより温度が上がるほどエネルギーの運動は活発になる。さらに、導電率が高い金属は熱伝導度の高いことから、工業製品として多く利用されている。銅は高い伝導率をもち、アルミニウムは軽く、十分高い伝導率をもち、多くの製品に用いられている。 ②発表要旨 発表内容は「熱サイクルとその応用について調べてみよう」であった。私たちのグループはオットーサイクルでは
A. 日本の産業革命ともいえる明治時代に発展した繊維産業を支えた機械産業は、自動車産業へと発展を遂げた。熱サイクルには様々な種類があり、カルノーサイクルやオットーサイクル、ディーゼルサイクルなどが挙げられる。オットーサイクルにおいては、圧縮比を上げることでエネルギー変換効率が上がるが、ノッキング(ガソリンエンジンで発生する異常燃焼現象の1つ)を起こすとエンジンが壊れてしまうため、オクタン価の高いハイオクガソリンを使う。 演題は「熱サイクルとその応用について調べてみよう」、グループ名は「ももちゃんず」、メン
A.① 今回の講義では、熱エネルギーについて学んだ。熱エネルギーは温度が高いところから低いところへ移動し、移動の方法には伝導、対流、放射の3つがある。導電率が高い金属は熱伝導度も高く、工業製品に利用されています。例えば、アルミニウムは高い熱伝導度を持ち、エアコンの室外機のフィンなどに使われている。また冷媒についても学び、冷媒は気化熱と凝縮熱を利用して熱を運び、冷蔵庫やエアコンに使用されています。フロンはオゾン層を破壊する温室効果ガスとして知られている。さらに、飽和蒸気圧についても学んだ。これは特定の温度で空気
A. 飽和蒸気圧曲線は温度と蒸気圧の関係を示したものである。湿っているか湿っていないかは相対湿度で表され、それが100％になると水蒸気と水の平衡状態となり、空気中の水蒸気が露点に達し、水になる。これは雨が降る原理である。熱の伝わり方には3形態あり、伝熱、放射、対流がある。また、フーリエの法則とは温度が高い方から低い方へ移動するものである。 演題は冷蔵庫、グループ名はれいぞうこ、共著者は濱登美月、データ収集の役割でワークショップを行った。冷蔵庫の主な材料は、鉄、銅、アルミニウムなどの金属、プラスチック、ガラ
A.①第10回の授業では、雨などが落ちてくるのは慣性力/粘性力＝レイノルズ数で表すことが出来ると学びました。除湿とは水と空気を分離することです。熱の3形態は、伝熱・ふく射・対流です。フロンなどはジュールトンプトン効果が高いです。熱交換機の例として、室外機があります。空気を滞留させるためのフィンはアルミが用いられます。それは、熱伝導率が高いからです。ハイオクガソリンはオクタン価が高く自己発火しにくい特徴を持ちます。自然発火による不快音はノッキングといわれます。これはエンジンをひどく損傷させてしまいます。そのため
A.
A.今回の講義では、フロンという言葉とカルノーサイクルという熱循環に関する話題があった。フロンとはひと昔前にエアコンや冷蔵庫といった冷やすものに対して冷媒として用いられたものである。これは、安定的であるために工業的には用いやすいというメリットがあったがこれは、温室効果ガスであり、オゾン層を破壊するというでめりっとが存在している。 講義で話題に上がったカルノーサイクルといった熱循環をしらべるという目的で、熱サイクルとその応用について調べた。私たちの班では、ディーゼルサイクルについて調べた。ディーゼルサイクルは
A.①カーボンニュートラルとはある活動やプロセスが排出する二酸化炭素の量とそれに相当する二酸化炭素を吸収する、または削減する取り組みを行うことで最終的に二酸化炭素の排出量をゼロにする状態を指す。温室効果ガスの排出量を削減し地球温暖化問題を抑制することができる。 ②熱サイクルとその応用について調べてみましょう。チーム名:ディーゼル。メンバー:小野里、慶野、佐藤、菅野、あいば、くぼた。役割：概念化。ディーゼルサイクルを選らんだ。ディーゼルサイクルは名前の通り、ガソリンではなく軽油を燃料とするエンジンのディーゼル
A.①講義の再話 自動車についての誕生の歴史と現代では作られた電気自動車についてその仕組みや今までの自動車他の違いについて話し、鍛造と鋳造についてそれらのプロセスや特徴や用途などをそれぞれ挙げていきその違いについて話し、熱変換サイクルとはどのようなもので何を表していてそこから何がわかるのか話し、オクタン価とセタン価のなんの燃料のことでそれらの違いと目的などはなんなのか話した。 ②発表の要旨 自分は久保田悠斗、菅野留已、慶野 陽彦、葭葉 敦貴、と一緒に熱サイクルとその応用について調べた。自分たちのグループ
A.①電気自動車以外のビークルからモビリティへ移行していったもので他のものをは思い浮かびますか？他には電気自転車や超小型モビリティなど化学燃料からバッテリーにパラダイムシフトしている。そのパラダイムシフトするとき、必要になってくるのが概成概念に囚われない豊かな想像力がこれを可能にしている。 ②私たちはディーゼルサイクルを選んだ。特徴…軽油を燃料とする圧縮着火燃料。可逆断熱圧縮、可逆等圧圧縮、可逆断熱肢張および可逆等積冷却の状態変化からなる。 ③電気自動車とは電池や機能によって大きく4種類に分けられる。BE
A.① この講義では、自動車がなくなったら-目指せカーボンニュートラルというテーマを学んだ。まず、電気自動車について学んだ。電気自動車は、環境に配慮していて二酸化炭素の排出量が少ない自動車のことを指すことがわかった。また、自動車の燃費と電費の違いを学んだ。航続距離が、伝票×電池のエネルギー容量であることを理解できた。その他にも自動車の材料のうち7割が鉄鋼で、2割が非金属材料、1割が非鉄金属であること。リサイクルで資源を有効活用することが大切だと学んだ。最後に自動車の歴史を学んだ。 ② 熱サイクルとその応
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A.① 講義の再話 自動車業界はカーボンニュートラル達成に向け、電気自動車（EV）や超小型モビリティの普及が進んでいる。これにより化石燃料から電池技術への移行が加速している。V2H（Vehicle-to-Home）技術では、EVのバッテリーを住宅用電池として再利用し、再生可能エネルギーを最大限活用することが提案されていて、安全なバッテリー管理が必要で、新しい規格の策定が求められている。 ② 発表の要旨 自動車のカーボンニュートラル化には、電気自動車や超小型モビリティが重要な役割を果たす。V2H技術はEV
A. 自動車の材料は、7割が鉄鋼、2割が非金属材料、1割が非鉄金属である。自動車の燃費と電費は、車両のエネルギー効率を示す重要な指標である。それぞれの違いを説明する。燃費は、燃料を使って走行する効率を示す。車両が一定の条件下で走行した場合の燃料消費量を測定する。電費は、電気自動車が電力を使用して走行する効率を示す。車両が一定の条件下で走行した場合の電力消費量を測定する。 私たちの班の演題は、「熱サイクルと応用」である。グループ名は、「ディーゼル」である。グループに属した人は、菅野留已(データ整理)、葭葉
A.熱サイクルの一つとして逆カルノーサイクルを選んだ。カルノーサイクルとは温度の異なる二つの熱源の間で動作する可逆な熱力学サイクルの一種であり、ニコラ・レオナール・サディカルノーが考案した。逆カルノーサイクルは、理論的に最も効率の高い理想的な可逆熱力学サイクルである。カルノーサイクルを逆運転させたものであり、低温の熱源（絶対温度TC）から高温の熱源（TH）へ熱を移動させるが、その際、外部から仕事を受け取ることが必要である。この点、外部に仕事を果たすカルノーサイクルとは逆である。 逆カルノーサイクルを応用し
A. 第十回目の講義の内容は「自動車がなくなったら―目指せカーボンニュートラル―（日本産業規格JIS Ｄ（自動車）分野）」であった。エアコンは日本語で空気調和機という。エアコンの除湿機能は、水分を含む部屋の空気を取り入れて冷やすことで水蒸気を水にして外部へ放出し、水分を含まない空気をまた部屋に戻すという仕組みになっている。 この講義の発表の演題は、「熱サイクルとその応用について調べてみましょう」であった。グループ名は、「ディーゼル」で、共著者は小野里圭一郎、慶野陽彦、菅野留已、佐藤晟二、久保田悠斗の5名で
A.①授業の再話 まず、気体の蒸気圧と温度の関係を表す曲線について学びました。このグラフから温度が上がると蒸気圧も上がり、温度があるところから急激に蒸気圧があがることが確認できました。また、デュールトンプソン効果について講義していただき、極性があると熱が多く出ることや、気体は圧縮したとき温度が変わることなど学びました。 ②発表の要旨 熱サイクルとは作業物質に一連の変化(加熱、放熱、断熱変化など)を施して、初めの状態に戻すことです。その熱サイクルの応用として我々の班はディーゼルサイクルを選びました。ディー
<!-- 課題 課題 課題 -->
<li>
<a href='https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/WebClass/WebClassEssayQuestionAnswer.asp?id=283'>
<q><cite>
</q></cite>
</a>.
<a href='https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/Asp/Youzan/@Syllabus.asp?nSyllabusID='>
<a/a>・
<a href='https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/developer/Asp/Youzan/@Lecture.asp?nLectureID='>
</a>
</li>
<!-- 課題 課題 課題 -->
大学教育の質の保証・向上ならびに 電子化及びオープンアクセスの推進の観点から 学校教育法第百十三条に基づき、 教育研究活動の状況を公表しています。
第百十三条 大学は、教育研究の成果の普及及び活用の促進に資するため、その教育研究活動の状況を公表するものとする。
