Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Termodynamika techniczna
Tok studiów:
2012/2013
Kod:
CCB-1-205-s
Wydział:
Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Chemia Budowlana
Semestr:
2
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
dr hab. inż. Tkacz-Śmiech Katarzyna (smiech@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr hab. inż. Tkacz-Śmiech Katarzyna (smiech@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 Student rozumie koncepcje i modele termodynamiki i potrafi wskazać przykłady ich zastosowań w opisie procesów w technice i zjawisk zachodzących w przyrodzie. CB1A_W07 Aktywność na zajęciach,
Egzamin
M_W002 Student rozumie znaczenie pierwszej zasady termodynamiki jako zasady zachowania masy i energii oraz potrafi wykorzystać tę zasadę w opisie procesów termodynamicznych. CB1A_W07 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium
M_W003 Student rozumie koncepcję entropii i problem jakości energii oraz potrafi je omówić na wybranych przykładach z techniki. CB1A_W07 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Udział w dyskusji
Umiejętności
M_U001 Zna pojęcie stanu standardowego pierwiastków chemicznych i umie je stosować w obliczeniach chemicznych. CB1A_U07 Egzamin,
Kolokwium
M_U002 Student potrafi stosować parametry i funkcje stanu w opisie układu termodynamicznego. Zna jednostki, w których wyrażane są te wielkości. CB1A_U08 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium
M_U003 Student potrafi wykorzystywać zasady termodynamiki w modelowaniu zjawisk i procesów chemicznych. Umie wykorzystać model gazu doskonałego w opisie przemian termodynamicznych. Zna modele obiegów termodynamicznych i umie je omówić na prostych przykładach. CB1A_U08 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium,
Udział w dyskusji
M_U004 Student zna matematyczne podstawy modelowania przepływu ciepła i masy oraz potrafi je wykorzystać w rozwiązywaniu prostych problemów technicznych. Potrafi dokonać bilansu masy i energii w układach różnego typu. CB1A_U08 Aktywność na zajęciach,
Egzamin,
Kolokwium
Kompetencje społeczne
M_K001 Student rozumie problem jakości energii i wydajności procesów w technice i przyrodzie. CB1A_K08 Aktywność na zajęciach,
Udział w dyskusji
M_K002 Student ma świadomość, że termodynamika techniczna jest ważnym narzędziem w pracy inżyniera. CB1A_K08 Udział w dyskusji
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. audyt.
Ćwicz. lab.
Ćwicz. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt.
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 Student rozumie koncepcje i modele termodynamiki i potrafi wskazać przykłady ich zastosowań w opisie procesów w technice i zjawisk zachodzących w przyrodzie. + - - - - - - - - - -
M_W002 Student rozumie znaczenie pierwszej zasady termodynamiki jako zasady zachowania masy i energii oraz potrafi wykorzystać tę zasadę w opisie procesów termodynamicznych. + + - - - - - - - - -
M_W003 Student rozumie koncepcję entropii i problem jakości energii oraz potrafi je omówić na wybranych przykładach z techniki. + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Zna pojęcie stanu standardowego pierwiastków chemicznych i umie je stosować w obliczeniach chemicznych. - + - - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi stosować parametry i funkcje stanu w opisie układu termodynamicznego. Zna jednostki, w których wyrażane są te wielkości. - + - - - - - - - - -
M_U003 Student potrafi wykorzystywać zasady termodynamiki w modelowaniu zjawisk i procesów chemicznych. Umie wykorzystać model gazu doskonałego w opisie przemian termodynamicznych. Zna modele obiegów termodynamicznych i umie je omówić na prostych przykładach. + + - - - - - - - - -
M_U004 Student zna matematyczne podstawy modelowania przepływu ciepła i masy oraz potrafi je wykorzystać w rozwiązywaniu prostych problemów technicznych. Potrafi dokonać bilansu masy i energii w układach różnego typu. - + - - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student rozumie problem jakości energii i wydajności procesów w technice i przyrodzie. + + - - - - - - - - -
M_K002 Student ma świadomość, że termodynamika techniczna jest ważnym narzędziem w pracy inżyniera. - - - - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

Termodynamika jako nauka aksjomatyczna. Najważniejsze definicje i idee termodynamiki, w tym: układ i rodzaje układów, otoczenie, stan układu, funkcje i parametry stanu (podział pomiędzy wielkości ekstensywne i intensywne), czynnik termodynamiczny, równowaga, proces termodynamiczny (stacjonarny i niestacjonarny, odwracalny i nieodwracalny, samorzutny i niesamorzutny). Metoda mikroskopowa i makroskopowa w termodynamice. Metodologia rozwiązywania problemów i projektowania w termodynamice.
Energia wewnętrzna i I zasada termodynamiki. Sposoby wymiany energii: praca objętościowa, transport ciepła (przewodzenie, promieniowanie, konwekcja). Energia wewnętrzna jako funkcja stanu. Różniczka zupełna i forma Pfaffa. Gaz doskonały, półdoskonały i rzeczywisty. Energia wewnętrzna i ciepło właściwe gazów doskonałych. Przemiany gazów doskonałych. Praca i ciepło w przemianach gazu doskonałego. I zasada termodynamiki dla układu izolowanego, zamkniętego i otwartego. Stacjonarny transport masy.
Entalpia. Ciepło izobaryczne i ciepło izochoryczne. Pojemność cieplna i ciepło właściwe. Proces cykliczny i wydajność procesu cyklicznego.
Przemiany termodynamiczne pary wodnej. Para nasycona i przegrzana. Turbiny parowe i wymienniki ciepła. Powietrze wilgotne: parametry powietrza wilgotnego, przemiany powietrza wilgotnego.
Entropia, egzergia i II zasada termodynamiki. Problem jakości energii. Praca rozproszona. Bilans entropii w układach zamkniętych i otwartych. Procesy izentropowe. Obiegi termodynamiczne prawo i lewobieżne. Pompy cieplne. Chłodziarki i silniki. Odwracalny obieg Carnota, Otto i Diesla.
Spalanie: homogeniczne i heterogeniczne, spalanie całkowite i zupełne.

Ćwiczenia audytoryjne:

Rozwiązywanie problemów i pogłębianie wiedzy na podstawie przykładów w zakresie: Kinetyczna teoria gazów, temperatura i ciśnienie. Pomiar temperatury i ciśnienia. Zasada ekwipartycji energii i energia wewnętrzna gazu doskonałego. Równanie stanu gazu doskonałego, równanie van der Waalsa, izotermy van der Waalsa. Pierwsza zasada termodynamiki, bilans masy i energii w układach otwartych. Przemiany gazów doskonałych: adiabatyczna, izobaryczna, izotermiczna, izochoryczna i politropowa – obliczenia pracy, ciepła, zmiany energii wewnętrznej i entalpii. Transport masy i przenikanie ciepła.
Para wodna jako czynnik termodynamiczny. Diagram p-V dla pary wodnej, ciepło parowania, entalpia wody i pary; powietrze wilgotne. Obiegi parowe.
Entropia: entropia gazu doskonałego, entropia pary wodnej. Zmiana entropii w przemianach termodynamicznych.
Druga zasada termodynamiki. Silniki, chłodziarki i pompy cieplne – cykl termodynamiczny i obliczenia wydajności procesu.
Spalanie: ciepło i temperatura spalania, zapotrzebowanie powietrza, ilość i skład spalin.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 85 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 7 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem 3 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 35 godz
Przygotowanie do zajęć 10 godz
Udział w wykładach 15 godz
Udział w ćwiczeniach audytoryjnych 15 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Średnia ważona oceny z egzaminu i ćwiczeń audytoryjnych, z wagami:
0,7 dla oceny z egzaminu,
0,3 dla oceny z ćwiczeń.

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Znajomość praw fizyki gazów.
Znajomość elementów rachunku różniczkowego.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

S. Wiśniewski: Termodynamika techniczna. WNT, Warszawa 2005.
J. Szargut: Termodynamika techniczna. Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice 2011.
W. Szewczyk, J. Wojciechowski: Wykłady z termodynamiki z przykładami zadań. Wyd. AGH, Kraków 2007.
J. Szargut, A. Guzik, H. Górniak. Zadania z termodynamiki technicznej, Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice 2011.
I. Danielewicz-Ferchmin, A.R. Ferchmin. Ciepło. Wyd. Nauk. UAM, Poznań 1995.
P. W. Atkins: Podstawy chemii fizycznej, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2009.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Brak