Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Termodynamika techniczna
Tok studiów:
2016/2017
Kod:
MME-1-202-s
Wydział:
Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Metalurgia
Semestr:
2
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
dr hab. inż. Buczek Andrzej (buczek@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr hab. inż. Buczek Andrzej (buczek@agh.edu.pl)
dr inż. Straka Robert (straka@metal.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 zna podstawowe wiadomości o cieple i rozumie równoważność ciepła i pracy. Zna także i rozumie sens fizyczny parametrów stanu czynnika termodynamicznego i ciepła właściwego ME1A_W01, ME1A_W02 Kolokwium
M_W002 Student zna i rozumie prawa gazowe, pierwszą zasadę termodynamiki i przemiany termodynamiczne gazów ME1A_W01, ME1A_W02 Kolokwium
M_W003 Student zna i rozumie drugą zasadę termodynamiki, pojęcie pracy maksymalnej i egzergii oraz wie jak działa silnik cieplny, pompa ciepła i chłodziarka. Wie także jak zdefiniować i rozumie sens fizyczny sprawności cieplnej. ME1A_W01, ME1A_W02 Kolokwium
M_W004 Student zna i rozumie proces tworzenia się pary wodnej. Rozumie sens fizyczny ciepła parowania oraz wie jak przedstawić proces tworzenia pary nasyconej i przegrzanej na wykresach pracy i entropowych oraz zna i rozumie przemiany termodynamiczne pary wodnej. ME1A_W01, ME1A_W02 Kolokwium
M_W005 Student zna i rozumie termiczne równanie stanu gazu wilgotnego, wykres i-x oraz izobaryczne przemiany powietrza wilgotnego. ME1A_W01, ME1A_W02 Kolokwium
Umiejętności
M_U001 Student umie obliczyć średnie ciepło właściwe mieszaniny gazów, parametry termodynamiczne czynnika uczestniczącego w przemianach odwracalnych, przyrost energii wewnętrznej układu i entalpii czynnika termodynamicznego, pracę bezwzględną, użyteczną i techniczną oraz ciepło w odwracalnych przemianach termodynamicznych. ME1A_U01, ME1A_U07 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
M_U002 Student umie obliczyć niewiadomą z równania bilansu energii podstawowych procesów fizycznych inżynierii ciepła, sprawność energetyczną obiegu termodynamicznego silnika Carnota i efektywność energetyczną pompy ciepła oraz chłodziarki. ME1A_U01, ME1A_U07 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
M_U003 Student umie obliczyć strumień ciepła konieczny do realizacji izobarycznego procesu wytwarzania pary nasyconej i przegrzanej oraz umie obliczyć parametry pary wodnej po procesie adiabatycznego nieodwracalnego rozprężania. ME1A_U01, ME1A_U07 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
M_U004 Student umie na podstawie bilansu cieplnego procesu suszenia obliczyć strumień ciepła konieczny do realizacji procesu oraz umie wyznaczać parametry powietrza w procesie nawilżania i suszenia powietrza wykorzystując wykres i-x powietrza wilgotnego. ME1A_U01, ME1A_U07 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 Student zna podstawowe wiadomości o cieple i rozumie równoważność ciepła i pracy. Zna także i rozumie sens fizyczny parametrów stanu czynnika termodynamicznego i ciepła właściwego + - - - - - - - - - -
M_W002 Student zna i rozumie prawa gazowe, pierwszą zasadę termodynamiki i przemiany termodynamiczne gazów + - - - - - - - - - -
M_W003 Student zna i rozumie drugą zasadę termodynamiki, pojęcie pracy maksymalnej i egzergii oraz wie jak działa silnik cieplny, pompa ciepła i chłodziarka. Wie także jak zdefiniować i rozumie sens fizyczny sprawności cieplnej. + - - - - - - - - - -
M_W004 Student zna i rozumie proces tworzenia się pary wodnej. Rozumie sens fizyczny ciepła parowania oraz wie jak przedstawić proces tworzenia pary nasyconej i przegrzanej na wykresach pracy i entropowych oraz zna i rozumie przemiany termodynamiczne pary wodnej. + - - - - - - - - - -
M_W005 Student zna i rozumie termiczne równanie stanu gazu wilgotnego, wykres i-x oraz izobaryczne przemiany powietrza wilgotnego. + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student umie obliczyć średnie ciepło właściwe mieszaniny gazów, parametry termodynamiczne czynnika uczestniczącego w przemianach odwracalnych, przyrost energii wewnętrznej układu i entalpii czynnika termodynamicznego, pracę bezwzględną, użyteczną i techniczną oraz ciepło w odwracalnych przemianach termodynamicznych. - + - - - - - - - - -
M_U002 Student umie obliczyć niewiadomą z równania bilansu energii podstawowych procesów fizycznych inżynierii ciepła, sprawność energetyczną obiegu termodynamicznego silnika Carnota i efektywność energetyczną pompy ciepła oraz chłodziarki. - + - - - - - - - - -
M_U003 Student umie obliczyć strumień ciepła konieczny do realizacji izobarycznego procesu wytwarzania pary nasyconej i przegrzanej oraz umie obliczyć parametry pary wodnej po procesie adiabatycznego nieodwracalnego rozprężania. - + - - - - - - - - -
M_U004 Student umie na podstawie bilansu cieplnego procesu suszenia obliczyć strumień ciepła konieczny do realizacji procesu oraz umie wyznaczać parametry powietrza w procesie nawilżania i suszenia powietrza wykorzystując wykres i-x powietrza wilgotnego. - + - - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

1. Układ fizyczny. Równowaga termodynamiczna. Materia, substancja i masa. Ciśnienie. Zerowa zasada termodynamiki. Temperatura.
2. Mieszanina gazów (roztwór). Skład roztworu, udział masowy, molowy i objętościowy oraz relacje między udziałami. Prawo Daltona.
3. Zasada zachowania ilości substancji. Bilans substancji i masy.
4. Ciepło, ciepło właściwe (pojemność cieplna właściwa), średnie i rzeczywiste, metody obliczeń. Graficzna interpretacja średniego ciepła właściwego.
5. Termiczne równanie stanu gazu doskonałego. Termiczne równanie stanu gazu rzeczywistego (równanie Van der Waalsa i wirialne), parametry zredukowane.
6. Praca przetłaczania, użyteczna, bezwzględna i techniczna. Pojęcie funkcji stanu. Energia wewnętrzna gazu doskonałego. Doświadczenie Joule’a i Gay-Lussaca. Entalpia. Składniki energii układu
7. I zasada termodynamiki. Bilans energii układu zamkniętego i otwartego. Doskonała i rzeczywista maszyna przepływowa. Wykres Sankey’a. Sprawność cieplna. Przykłady bilansu energii procesów fizycznych.
8. Przemiany odwracalne gazów doskonałych i półdoskonałych. Ciepło. Praca bezwzględna i praca techniczna przemiany. Równanie przemiany. Izoterma. Izochora. Izobara. Izentropa. Adiabata odwracalna. Politropa. Przemiany nieodwracalne – dławienie, dyfuzja, adiabata nieodwracalna.
9. Entropia. Definicja fenomologiczna. Druga zasada termodynamiki. Wykres T-s. Entropia gazu doskonałego i półdoskonałego. Statystyczna interpretacja drugiej zasady termodynamiki.
10. Praca maksymalna. Prawo Gouya-Stodoli. Egzergia. Składniki egzergii strugi substancji. Bilans egzergii. Wykres Grassmana. Entropia w przemianach charakterystycznych gazów doskonałych i półdoskonałych.
11. Obiegi termodynamiczne. Obieg prawo- i lewobieżny. Obieg Carnota. Termodynamiczna skala temperatury. Silnik Stirlinga, ziębiarka i pompa ciepła.
12. Termodynamika par, proces parowania wody, właściwości pary nasyconej i przegrzanej, wykres p-v, T-s, i-p oraz i–s pary wodnej.
13. Obieg Clausiusa-Rankine’a pary przegrzanej. Obieg elektrowni i elektrociepłowni parowej.
14. Termodynamika gazów wilgotnych, parametry termiczne i kaloryczne powietrza wilgotnego, wykres i–x. Podstawy procesu suszenia, nawilżanie i mieszanie strumieni wilgotnego gazu.

Ćwiczenia audytoryjne:

1. Obliczanie parametrów termodynamicznych, średniego ciepła właściwego, przyrostu energii wewnętrznej, entalpii i entropii.
2. Przykłady zastosowania termicznego równania stanu gazów doskonałych i półdoskonałych.
3. Obliczenia bilansowe odwracalnych przemian gazów doskonałych i rzeczywistych.
4. Obliczenia przyrostu entalpii wody oraz pary wodnej w kotłach z wykorzystaniem tablic oraz wykresu i-s. Analiza obiegu Clausiusa-Rankine’a pary przegrzanej.
5. Przykłady zastosowania bilansu energii w procesach fizycznych – wymienniki ciepła, kocioł wodny i parowy, mieszanie gazów o różnej temperaturze.
6. Obliczenia parametrów termodynamicznych powietrza wilgotnego. Obliczenia wilgotności bezwzględnej i stopnia zawilżenia powietrza. Obliczenia wilgotności względnej z różnicy temperatury psychrometru.
7. Obliczenia procesu suszenia i nawilżania powietrza. Zastosowanie wykresu i-x.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 86 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Przygotowanie do zajęć 20 godz
Udział w ćwiczeniach audytoryjnych 28 godz
Udział w wykładach 28 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 10 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena z ćwiczeń audytoryjnych obliczana jest następująco: udział uzyskanych punktów w procentach (skala 0-100%) przeliczany jest na ocenę zgodnie z Regulaminem Studiów AGH.

Ocena końcowa jest zgodna z oceną z ćwiczeń audytoryjnych.

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Zgodnie z Regulaminem Studiów AGH podstawowym terminem uzyskania zaliczenia jest ostatni dzień zajęć w danym semestrze. Termin zaliczenia poprawkowego (tryb i warunki ustala prowadzący moduł na zajęciach początkowych) nie może być późniejszy niż ostatni termin egzaminu w sesji poprawkowej (dla przedmiotów kończących się egzaminem) lub ostatni dzień trwania semestru (dla przedmiotów niekończących się egzaminem).

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. Szargut J.: Termodynamika techniczna, Wyd. Polit. Śl., Gliwice, 2011
2. Styrylska T.,Termodynamika: podręcznik dla studentów wyższych szkół technicznych Wyd. Polit. Krak. Kraków, 2004
3. Szargut J., Guzik A., Górniak H.: Zadania z termodynamiki technicznej, Wydaw. Polit. Śl., Gliwice, 2013
4. Rolle Kurt C.: Thermodynamics and heat power. Upper Saddle River, Columbus. Pearson Prentice Hall, 2005
5. Słupek S., Nocoń J., Buczek A.: Technika Cieplna. Skrypt AGH, nr 1676, 2005

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

http://www.bpp.agh.edu.pl/

Informacje dodatkowe:

Brak