ファーストブックシリーズ熱工学がわかる

[表紙]熱工学がわかる

A5判/312ページ

定価(本体1,980円+税)

ISBN 978-4-7741-3464-2

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書籍の概要

この本の概要

熱の科学は,日本の将来を左右する技術であり,今後ますます重要度を増していきます。この要求に応えるのが「熱工学」で,熱エネルギーに関する知識とその活用を体系化して学ぶものです。

本書では高校生にも理解しやすいように理論をやさしく解説するだけでなく,実例を挙げて解説します。豊富な図は理解を助けます。

こんな方におすすめ

  • 工業高校や高専,理工系大学の1~2年の参考書・入門書として最適。
  • 熱力学や熱機関に興味のある方

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熱って,いったい何?
私たちにとって,「火」はとても身近なものです。人類は,サルから進化する過程で火を使ってきました。熱とは,それぐらい長いつきあいです。

目次

第1章 熱力学

1-1熱とエネルギー

  • (1)熱と温度
    • ①熱とは何か
    • ②温度とは何か
  • (2)熱とエネルギー
    • ①エネルギーとは何か
    • ②熱容量と比熱
    • ③熱量保存の法則
  • 演習1-1

1-2理想気体の状態方程式

  • (1)ボイル・シャルルの法則
    • ①気体の圧力
    • ②ボイルの法則
    • ③シャルルの法則
    • ④ボイル・シャルルの法則
    • ⑤理想気体の状態方程式
  • (2)気体の分子運動
    • ①気体分子の運動と圧力
    • ②運動エネルギーと絶対温度
  • 演習1-2

1-3熱力学第1法則

  • (1)気体の内部エネルギーと仕事
    • ①内部エネルギー
    • ②気体のする仕事
  • (2)熱力学第1法則
    • ①熱力学の法則
    • ②熱力学の第1法則
  • (3)気体のモル比熱
    • ①モル比熱
    • ②定容モル比熱
    • ③定圧モル比熱
    • ④比熱比
  • 演習1-3

1-4理想気体の状態変化

  • (1)理想気体の状態変化
    • ①定容変化
    • ②定圧変化
    • ③等温変化
    • ④断熱変化
    • ⑤ポリトロープ変化
  • (2)エンタルピー
  • 演習1-4

1-5熱力学第2法則

  • (1)熱力学第2法則
  • (2)熱機関と効率
  • (3)カルノーサイクル
    • ①等温膨張
    • ②断熱膨張
    • ③等温圧縮
    • ④断熱圧縮
    • ⑤熱効率
  • (4)カルノーの原理
  • (5)エントロピー
  • 演習1-5

第2章 熱機関

2-1蒸気動力

  • (1)蒸気機関の歴史
    • ①パパンとセーヴァリ
    • ②ニューコメンの大気圧機関
    • ③ワットの蒸気機関
    • ④産業革命
  • (2)蒸気の性質
    • ①ヘロン
    • ②蒸気の性質
    • ③蒸気表
  • (3)蒸気発生装置
    • ①ボイラーの構成
    • ②ボイラーの種類
  • (4)蒸気タービン
    • ①蒸気タービンの歴史
    • ②蒸気タービンの原理
    • ③蒸気タービンの構成
  • (5)ガスタービ
    • ①ガスタービンの構成
    • ②ブレイトンサイクル
    • ③航空宇宙用エンジン
    • ④発電用ガスタービン
  • 演習2-1

2-2内燃機関

  • (1)ガソリンエンジン
    • ①ガソリン自動車の歴史
    • ②4サイクルガソリンエンジン
    • ③2サイクルガソリンエンジン
    • ④ディーゼルエンジン
    • ⑤次世代エンジン
  • (2)内燃機関の構成
    • ①往復スライダクランク機構
    • ②ピストンと連接棒
    • ③シリンダヘッドとシリンダブロック
    • ④クランク軸
    • ⑤バルブ機
    • ⑥構潤滑装置
    • ⑦冷却装置
  • (3)内燃機関の燃焼装置
    • ①ガソリンエンジンの燃焼装置
    • ②ディーゼルエンジンの燃焼装置
    • ③燃焼と排気ガス
  • (4)内燃機関の性能
    • ①エンジンの性能曲線
    • ②インジケータ線図
  • 演習2-2

2-3伝熱工学

  • (1)伝熱とは何か
    • ①熱の移動
    • ②伝熱の三形態
  • (2)熱伝導
    • ①熱伝導率
    • ②熱流束
    • ③フーリエの法則
  • (3)熱伝達
    • ①熱伝達率
    • ②熱通過
    • ③熱交換器
    • ④熱対流
  • (4)熱放射
    • ①プランクの法則
    • ②ステファンボルツマンの法則
  • 演習2-3

演習問題解答

実験

  • 1-1-1 比熱の測定
  • 1-2-1 大気圧を実感しよう(シートの製作)
  • 1-2-2 熱気球の製作
  • 1-4-1 断熱変化
  • 1-5-1 ビー玉型スターリングエンジンの製作
  • 2-1-1 蒸気タービンの製作と性能試験
  • 2-2-1 霧吹きの実験

コラム

  • 温度計について
  • 打ち水の効果
  • 質量と重さの単位について
  • トリチェリの真空
  • 実在気体の状態方程式
  • 気体分子の速度を測定するには
  • シュールトムソン効果とは
  • 熱現象の不可逆性について
  • 永久機関とは
  • マクスウェルのデモン(悪魔)
  • スターリングエンジン
  • ボイラー技士
  • 半熟卵と温泉卵
  • 熱対流を利用した灯籠