科学技術と共に歩む

1.　温度と熱
　1.1　温度…1
　1.2　熱量…2
　1.3　比熱と熱容量…3
　1.4　顕熱と潜熱…5
　演習問題…5

2.　圧力と仕事
　2.1　圧力…7
　2.2　仕事…9
　　2.2.1　絶対仕事…9
　　2.2.2　工業仕事…11
　演習問題…13

3.　熱力学の第一法則ならびに内部エネルギーとエンタルピー
　3.1　ジュールの実験と熱力学の第一法則…15
　3.2　エネルギー保存則…16
　3.3　閉じた系のエネルギー式と内部エネルギー…18
　3.4　開いた系のエネルギー式とエンタルピー…20
　3.5　定常流動系のエネルギー式…22
　演習問題…25

4.　完全ガス
　4.1　完全ガスの状態式…27
　4.2　完全ガスの内部エネルギー…29
　4.3　完全ガスの比熱…30
　4.4　完全ガスの熱力学の第一法則の式…32
　4.5　混合ガス…32
　4.6　完全ガスの分子運動論…35
　演習問題…37

5.　　完全ガスの状態変化
　5.1　等温変化…39
　5.2　等容変化…40
　5.3　等圧変化…42
　5.4　断熱変化…43
　5.5　ポリトロープ変化…46
　演習問題…49

6.　熱力学の第二法則とエントロピー
　6.1　熱力学の第二法則…51
　6.2　可逆変化と不可逆変化…52
　6.3　カルノーサイクル…56
　　6.3.1　カルノーサイクルの背景…56
　　6.3.2　カルノーサイクルの熱効率…59
　　6.3.3　カルノーサイクルの熱効率の作動流体からの独立性…62
　6.4　クラウジウスの積分…64
　6.5　エントロピー…67
　6.6　完全ガスのエントロピー変化…69
　6.7　p-v線図とT-s線図…71
　6.8　エントロピー増大の原理…76
　6.9　エクセルギーとアネルギー…79
　演習問題…82

7.　　ガスサイクルと熱効率
　7.1　空気標準サイクル…85
　7.2　オットーサイクル…87
　7.3　ディーゼルサイクル…93
　7.4　サバテサイクル（複合サイクル）…96
　7.5　実際の内燃機関サイクル…99
　7.6　ブレイトンサイクル…100
　7.7　スターリングサイクル…103
　演習問題…106

8.　蒸気の性質
　8.1　等圧下での水の蒸発現象…110
　8.2　蒸気のp-v線図と水の状態曲面…112
　8.3　ファンデルワールスの式…114
　8.4　水および水蒸気の状態量…115
　　8.4.1　圧縮水および飽和水…116
　　8.4.2　湿り蒸気および乾き飽和蒸気…116
　　8.4.3　過熱蒸気…118
　8.5　蒸気表と蒸気線図…118
　　8.5.1　蒸気表…118
　　8.5.2　蒸気線図…119
　8.6　蒸気の状態変化…120
　　8.6.1　等圧変化…121
　　8.6.2　等容変化…122
　　8.6.3　等温変化…122
　　8.6.4　断熱変化…123
　　8.6.5　絞りの変化…123
　演習問題…124

9.　蒸気サイクルと冷凍サイクル
　9.1　ランキンサイクル…127
　　9.1.1　基本ランキンサイクルの構成と熱効率…127
　　9.1.2　ランキンサイクルの熱効率に及ぼす初圧，初温，背圧の影響…132
　9.2　実際の蒸気原動所のサイクル…135
　　9.2.1　再熱サイクル…135
　　9.2.2　再生サイクル…137
　　9.2.3　再熱再生サイクル…140
　9.3　複合サイクル…141
　9.4　冷凍サイクル…143
　　9.4.1　逆カルノーサイクル…143
　　9.4.2　蒸気圧縮冷凍サイクル…145
　　9.4.3　吸収式冷凍機…149
　演習問題…153

10.　湿り空気
　10.1　湿り空気の性質と絶対湿度…156
　10.2　相対湿度，露点温度，飽和度…157
　10.3　分子量，ガス定数，比体積，比エンタルピー，比熱…158
　演習問題…160

11.　流動とノズル
　11.1　流動の基礎式…162
　11.2　断熱噴流…163
　11.3　先細ノズルと臨界流量…165
　11.4　末広ノズル…168
　演習問題…170

付録……171
　付1　熱力学の一般関係式…171
　　付1.1　基礎的関係式…171
　　付1.2　自由エネルギーと自由エンタルピー…172
　　付1.3　エントロピーと比熱の一般関係式…174
　　付1.4　内部エネルギーとエンタルピーの一般関係式…175
　　付1.5　ジュール-トムソン効果…176
　演習問題…176

　付2　おもな理想気体の分子量，気体定数，標準密度および比熱…177

　付3　熱に関するSIの基本単位と換算表…178
　　付3.1　SIの基本単位…178
　　付3.2　10nの単位のSI接頭語…178
　　付3.3　ギリシャ文字表…178
　　付3.4　力，熱量（仕事），動力，圧力…179

　付4　飽和蒸気表と過熱蒸気表…180
　　付4.1　温度基準飽和蒸気表…180
　　付4.2　圧力基準飽和蒸気表…182
　　付4.3　圧縮水と過熱蒸気の表…184

　付5　蒸気h-s線図（モリエ線図)…190

　付6　R22　p-h線図…191

　引用・参考文献…192
　演習問題解答…194
　索　　　　　引…238