Termodynamika

Nazwa przedmiotu:
Termodynamika techniczna
Technical thermodynamics
Kierunek: Inżynieria środowiska
Rodzaj przedmiotu:
podstawowy, moduł 3
Rodzaj zajęć:
wykład, ćwiczenia, laboratorium
Profil kształcenia:
ogólnoakademicki
Poziom kształcenia:
I stopnia, 6 poziom KRK
Liczba godzin/tydzień/zjazd*
2WE, 1C, 1L
Kod przedmiotu:3.11
Semestr:
IV
Liczba punktów ECTS:
6
Język wykładowy:
polski
PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE
I. KARTA PRZEDMIOTU
CEL PRZEDMIOTU
C.1. Przekazanie wiedzy w zakresie podstawowych zasad termodynamiki technicznej.
C.2. Przekazanie wiedzy w zakresie przekazywania masy i energii oraz ciepła w układach
termodynamicznych.
C.3. Przekazanie wiedzy w zakresie przemian termodynamicznych realizowanych w środowisku
gazów doskonałych oraz pary wodnej.
C.4. Przekazanie wiedzy pozwalającej samodzielnie rozwiązywać podstawowe problemy
w zakresie techniki cieplnej.
WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE
WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI
1. Wiedza z fizyki, matematyki oraz podstaw mechaniki płynów.
2. Umiejętność prowadzenia obliczeń inżynierskich.
3. Umiejętność opracowania raportów.
4. Umiejętność samodzielnego korzystania z literatury.
PRZEDMIOTOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA
EK 1 - posiada wiedzę na temat podstawowych zasad termodynamiki technicznej
EK 2 - posiada wiedzę na temat przekazywania masy i energii oraz ciepła w układach
termodynamicznych
EK 3 - posiada wiedze w zakresie przemian termodynamicznych realizowanych w
środowisku gazów doskonałych oraz pary wodnej
EK 4 - posiada umiejętność samodzielnego rozwiązywania podstawowych
problemów w zakresie techniki cieplnej.
EK 5 - potrafi gromadzić wyniki pomiarów i opracować raport.
TREŚCI PROGRAMOWE
Forma zajęć – wykłady
Liczba
godzin
W 1. Masa i ilość substancji, jednostki i wzajemne relacje. Parametry stanu układu
i jednostki w układach I-s oraz Mkps tych wielkości. Ciśnienie, jednostki,
2
1/5
podstawowe pojęcia. Zasada zachowania ilości substancji. Sformułowanie
I zasady termodynamiki. Bilans energii układu i jego szczególne przypadki.
W 2. Energia układu, jej składniki, sposoby transportu energii. Silnik i maszyna
robocza, procesy odwracalne i nieodwracalne w przyrodzie. Ciepło doprowadzone
do układu, pojęcie rzeczywistego i średniego ciepła właściwego. Energia
transportowana w strudze, pojęcie entalpii.
W 3. Praca wykonana przez czynnik zamknięty. Praca wykonana przez czynnik
w maszynie przepływowej. Szczególne przypadki bilansu energii. Równanie stanu
gazów doskonałych, charakterystyka gazu doskonałego i półdoskonałego. Cztery
postacie równania stanu.
W 4. Równanie energii wewnętrznej. Relacje między ciepłem cp i cv oraz (Mcp)
i (Mcv) dla gazów doskonałych. Energia i entalpia gazów doskonałych. Przemiana
izotemperowa w gazach. Przemiany gazowe przy niezmiennej objętości
i niezmiennym ciśnieniu. Przemiana adiabatyczna w gazach. Przemiana
politropowa w gazach. Dławienie i przemiany nieodwracalne w gazach.
W 5. Ogólne wiadomości o obiegach, schematy cieplne. Praca, ciepło i sprawność
podstawowych obiegów termodynamicznych. Funkcja Carnota, definicja
i twierdzenie. Obieg Carnota. Sprawność obiegów Carnota. Układ Belpaire’a
i jego własności. Matematyczne sformułowanie pojęcia entropii, tożsamości
termodynamiczne. Obliczanie entropii w ciałach stałych i cieczach. Entropia
gazów doskonałych. Entropia w gazach doskonałych podlegających
charakterystycznym przemianom. Podstawowe pojęcia dotyczące egzergii.
W 6. Układ fazowy dla wody. Izobaryczny proces parowania, parametry pary
nasyconej. Krzywe parowania, linie charakterystyczne w p-V i T-s. Tablice
parowe oraz parametry kaloryczne pary nasyconej. Wykres i-s i jego praktyczne
zastosowanie. Przemiana izotermiczna dla pary wodnej. Przemiana izobaryczna
dla pary wodnej. Przemiana izochoryczna dla pary wodnej. Adiabata odwracalna
i nieodwracalna dla pary wodnej. Dławienie izentalpowe dla pary wodnej.
W 7. Parametry gazów wilgotnych. Równanie stanu gazu wilgotnego i stopień
nasycenia powietrza. Kaloryczne równanie powietrza wilgotnego i wykres i-x
dla powietrza. Spalanie paliw stałych i ciekłych (stechiometria). Spalanie paliw
gazowych (stechiometria).
W 8. Przewodzenie ciepła przez ścianki jedno i wielowarstwowe. Przenikanie
ciepła, ogólne zasady. Konwekcja, ogólne zasady. Wymienniki ciepła.
Promieniowanie - prawa ogólne. Przetwarzanie energii chemicznej paliwa
w energię elektryczną. Skojarzone wytwarzanie ciepła i energii elektrycznej.
Forma zajęć – ćwiczenia
C1 i C2 - Zadania dotyczące podstaw bilansowania masy, energii i ciepła.
C3 i C4 - Zadania dotyczące zastosowania równania stanu oraz równania energii
dla gazów doskonałych.
C5 i C6 - Zadania dotyczące przemian charakterystycznych realizowanych
w gazach doskonałych.
2/5
2
2
2
2
2
2
2
Liczba
godzin
2
2
2
C7 - Zadania dotyczące przemian charakterystycznych realizowanych w parze
wodnej.
C8 - Zajęcia zaliczeniowe.
Forma zajęć – laboratorium
L1 i L2 - Podstawowe pomiary temperatury.
L3 i L4 - Podstawowe pomiary ciśnienia.
L5 i L6 - Pomiary parametrów gazów wilgotnych.
L7 i L8 - Kontrola procesu spalania na podstawie analizy spalin, zajęcia
zaliczeniowe.
1
1
Liczba
godzin
2
2
2
2
NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE
1. Wykład z wykorzystaniem prezentacji multimedialnych.
2. Ćwiczenia audytoryjne.
3. Wykorzystanie stanowisk laboratoryjnych.
SPOSOBY WERYFIKACJI EFEKTÓW KSZTAŁCENIA
( F – FORMUJĄCA, P – PODSUMOWUJĄCA)
F1. Ocena samodzielnego przygotowania do wykładów i ćwiczeń .
F2. Ocena pracy w grupie przy rozwiązywaniu zadań.
F3. Ocena pracy w grupie przy eksploatacji wybranych instalacji.
P1. Egzamin z wykładów.
P2. Kolokwium zaliczeniowe.
P3. Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych.
OBCIĄŻENIE PRACĄ STUDENTA
Forma aktywności
Udział w wykładach
Udział w ćwiczeniach audytoryjnych
Udział w zajęciach laboratoryjnych
Udział w zajęciach projektowych
Zapoznanie z literaturą przedmiotu
Przygotowanie do egzaminu
Egzamin
Przygotowanie do ćwiczeń audytoryjnych
Kolokwium
Przygotowanie do zajęć laboratoryjnych
Sprawdzian dopuszczający do zajęć laboratoryjnych
Przygotowanie do zajęć projektowych
Sporządzenie projektu
Godziny kontaktowe z nauczycielem
Suma
SUMARYCZNA LICZBA PUNKTÓW ECTS DLA
PRZEDMIOTU
3/5
Średnia liczba godzin na
zrealizowanie
aktywności
……………………... 16h
.……………………... 8h
.……………………... 8h
……………………... …...
……………………... 40h
……………………... 40h
……………………... 2h
……………………... 35h
(w ramach ćw.)…….. 1h
……………………... 30h
(w ramach lab.)…….. 1h
……………………... …...
……………………... …...
(wykład, ćw., lab.)….. 32h
 179 h
6 ECTS
LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA
1. Szargut J., Termodynamika, PWN, Warszawa, 2000.
2. Wiśniewski S., Termodynamika techniczna, WNT, 1999.
3. Wereszko D., Wybrane zagadnienia z techniki cieplnej, Wyd. Pol. Wrocławskiej, 1994.
4. Mikielewicz J., Mikielewicz D., Termodynamika w zarysie, skrypt Pol. Gdańskiej,1997.
5. Cengel Y. A., Boles M. A., Thermodynamics – An Engineering Approach, New York
KOORDYNATOR PRZEDMIOTU ( IMIĘ, NAZWISKO, ADRES E-MAIL)
1. dr inż. Dariusz Wawrzyńczak, [email protected]
OSOBY PROWADZĄCE PRZEDMIOT ( IMIĘ, NAZWISKO, ADRES E-MAIL)
1. dr inż. Dariusz Wawrzyńczak, [email protected]
2. dr inż. Przemysław Szymanek, [email protected]
Odniesienie
danego efektu do
Efekt
efektów
kształcenia
określonychdla
kierunku
EK 1
K_W10
K_W10
EK 2
K_W10
EK 3
K_U06
EK 4
K_K06
EK 5
Cele
przedmiotu
Treści
programowe
Narzędzia
dydaktyczne
Sposób
oceny
C1
C2
C3
C4
C5
W1,W5,W7
W2,W3,W8
W4,W6
C1-C6
L1-L4
1
1
1
2
3
F1,P1
F1,P1
F1,P1
F1,F2,P2
F1,F3,P3
II. FORMY OCENY – SZCZEGÓŁY
Efekt
kształcenia
Na ocenę 2
Nie posiada
elementarnej
wiedzę w zakresie
wiedzy w zakresie
podstawowych
podstawowych
zasad
zasad
termodynamiki
termodynamiki
technicznej.
technicznej.
Nie posiada
EK 2 - Posiada
elementarnej wiedzy
wiedzę w zakresie
w zakresie
przekazywania masy przekazywania masy
i energii oraz ciepła i energii oraz ciepła
w układach
w układach
termodynamicznych. termodynamicznych.
EK 1 - Posiada
Na ocenę 3
Posiada
elementarną wiedzę
w zakresie
podstawowych
zasad
termodynamiki
technicznej.
Posiada elementarną
wiedzę w zakresie
przekazywania masy
i energii oraz ciepła
w układach
termodynamicznych.
4/5
Na ocenę 4
Posiada dobrą
wiedzę w zakresie
podstawowych
zasad
termodynamiki
technicznej.
Posiada dobrą
wiedzę w zakresie
przekazywania masy
i energii oraz ciepła
w układach
termodynamicznych.
Na ocenę 5
Posiada pełną
wiedzę w zakresie
podstawowych
zasad
termodynamiki
technicznej.
Posiada pełną wiedzę
w zakresie
przekazywania masy
i energii oraz ciepła
w układach
termodynamicznych.
EK 3 - Posiada
wiedzę w zakresie
przemian
termodynamicznyc
h realizowanych w
środowisku gazów
doskonałych oraz
pary wodnej.
EK 4 - Posiada
umiejętności w
zakresie
samodzielnego
rozwiązywania
podstawowych
problemów w
zakresie techniki
cieplnej.
EK 5 - Posiada
umiejętności w
zakresie
gromadzenia
wyników pomiarów
i opracowania
raportów .
Posiada dodrą
wiedze w zakresie
przemian
termodynamicznyc
h realizowanych w
środowisku gazów
doskonałych oraz
pary wodnej.
Nie posiada
elementarnej
wiedzy w zakresie
przemian
termodynamicznyc
h realizowanych w
środowisku gazów
doskonałych oraz
pary wodnej.
Nie posiada
elementarnej
umiejętności w
zakresie
samodzielnego
rozwiązywania
podstawowych
problemów w
zakresie techniki
cieplnej.
Posiada
elementarną wiedzę
w zakresie
przemian
termodynamicznyc
h realizowanych w
środowisku gazów
doskonałych oraz
pary wodnej.
Posiada
elementarne
umiejętności w
zakresie
samodzielnego
rozwiązywania
podstawowych
problemów w
zakresie techniki
cieplnej.
Posiada dobre
umiejętności w
zakresie
samodzielnego
rozwiązywania
podstawowych
problemów w
zakresie techniki
cieplnej.
Posiada bardzo
dobre umiejętności
w zakresie
samodzielnego
rozwiązywania
podstawowych
problemów w
zakresie techniki
cieplnej.
Nie posiada
elementarnej
umiejętności w
zakresie
gromadzenia
wyników
pomiarów i
opracowania
raportów.
Posiada
elementarne
umiejętności w
zakresie
gromadzenia
wyników pomiarów
i opracowania
raportów .
Posiada dobre
umiejętności w
zakresie
gromadzenia
wyników pomiarów
i opracowania
raportów .
Posiada bardzo
dobre umiejętności
w zakresie
gromadzenia
wyników pomiarów
i opracowania
raportów .
Posiada pełną
wiedze w zakresie
przemian
termodynamicznyc
h realizowanych w
środowisku gazów
doskonałych oraz
pary wodnej.
III. INNE PRZYDATNE INFORMACJE O PRZEDMIOCIE
1. Wszelkie informacje dla studentów na temat planu zajęć dostępne są na tablicy ogłoszeń
oraz na stronie internetowej:www.is.pcz.pl
2. Informacja na temat konsultacji przekazywana jest studentom podczas pierwszych zajęć
oraz umieszczana jest na stronie internetowej …(nazwa jednostki).
3. Informacje na temat warunków zaliczania zajęć zostaną przekazane studentom podczas
pierwszych zajęć
5/5