Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Termodynamika
Course of study:
2019/2020
Code:
RIMM-1-306-s
Faculty of:
Mechanical Engineering and Robotics
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Mechanical and Materials Engineering
Semester:
3
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr inż. Wojciechowski Jerzy (jwojcie@agh.edu.pl)
Module summary

Student poznaje podstawowe pojęcia i klasyfikuje układy termodynamiczne. Zna parametry stanu, potrafi je zidentyfikować oraz wyznaczyć ich wartości. Poznaje zasady termodynamiki i ich wykorzystanie do opisu problemów technicznych. Stosuje równanie stanu do opisu czynnika termodynamicznego. Poznaje podstawowe przemiany gazu doskonałego. Potrafi określić sprawność termodynamiczną obiegów. Poznaje metody pomiaru podstawowych parametrów termodynamicznych.

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence: is able to
M_K001 Student rozumie potrzebę ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia kompetencji zawodowych i osobistych IMM1A_K03, IMM1A_K06, IMM1A_K01 Activity during classes,
Execution of laboratory classes,
Involvement in teamwork,
Examination,
Test,
Report,
Completion of laboratory classes
M_K002 Student ma świadomość wpływu procesów termodynamicznych na środowisko społeczne i naturalne IMM1A_K03, IMM1A_K06, IMM1A_K04, IMM1A_K02 Activity during classes,
Execution of laboratory classes,
Involvement in teamwork
M_K003 Student rozumie potrzebę działalności twórczej i innowacyjnej oraz konieczność harmonijnej pracy w zespole IMM1A_K03, IMM1A_K06, IMM1A_K04 Execution of laboratory classes,
Involvement in teamwork,
Activity during classes,
Examination,
Test,
Report
Skills: he can
M_U001 Potrafi dokonać wyboru przyrządów i metod pomiarowych w celu przeprowadzenia pomiarów parametrów układu termodynamicznego IMM1A_U20, IMM1A_U16, IMM1A_U07, IMM1A_U22, IMM1A_U14, IMM1A_U11, IMM1A_U04 Execution of laboratory classes,
Involvement in teamwork,
Completion of laboratory classes,
Activity during classes,
Report
M_U002 Potrafi zidentyfikowć podstawowe stany i parametry oraz stworzyć model matematyczny układu termodynamicznego IMM1A_U20, IMM1A_U16, IMM1A_U02 Test,
Report,
Execution of laboratory classes,
Completion of laboratory classes,
Activity during classes,
Examination
M_U003 Potrafi stosować termodynamikę do opisu zjawisk fizycznych i modelowania matematycznego wymiany ciepła, masy oraz spalania w procesach technologicznych IMM1A_U20, IMM1A_U16, IMM1A_U02 Test,
Report,
Execution of laboratory classes,
Completion of laboratory classes,
Activity during classes,
Examination,
Involvement in teamwork
M_U004 Potrafi przeprowadzić pomiary podstawowych parametrów układu termodynamicznego, opracować oraz wyciągnąć wnioski z uzyskanych rezultatów IMM1A_U20, IMM1A_U03, IMM1A_U07, IMM1A_U11, IMM1A_U04 Report,
Execution of laboratory classes,
Involvement in teamwork,
Completion of laboratory classes,
Activity during classes,
Examination,
Test
Knowledge: he knows and understands
M_W001 Zna podstawowe metody i techniki stosowane przy rozwiązywaniu prostych zadań z termodynamiki technicznej IMM1A_W01, IMM1A_W06, IMM1A_W02, IMM1A_W16 Activity during classes,
Examination,
Test
M_W002 Ma elementarną wiedzę w zakresie termodynamiki technicznej jako dyscypliny inżynierskiej powiązanej z inżynierią mechaniczna i materiałową IMM1A_W01, IMM1A_W06, IMM1A_W02 Activity during classes,
Examination,
Test,
Participation in a discussion,
Execution of exercises,
Completion of laboratory classes
Number of hours for each form of classes:
Sum (hours)
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
68 28 26 14 0 0 0 0 0 0 0 0
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Social competence
M_K001 Student rozumie potrzebę ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia kompetencji zawodowych i osobistych + + + - - - - - - - -
M_K002 Student ma świadomość wpływu procesów termodynamicznych na środowisko społeczne i naturalne + + + - - - - - - - -
M_K003 Student rozumie potrzebę działalności twórczej i innowacyjnej oraz konieczność harmonijnej pracy w zespole - + + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Potrafi dokonać wyboru przyrządów i metod pomiarowych w celu przeprowadzenia pomiarów parametrów układu termodynamicznego - - + - - - - - - - -
M_U002 Potrafi zidentyfikowć podstawowe stany i parametry oraz stworzyć model matematyczny układu termodynamicznego - + + - - - - - - - -
M_U003 Potrafi stosować termodynamikę do opisu zjawisk fizycznych i modelowania matematycznego wymiany ciepła, masy oraz spalania w procesach technologicznych - + - - - - - - - - -
M_U004 Potrafi przeprowadzić pomiary podstawowych parametrów układu termodynamicznego, opracować oraz wyciągnąć wnioski z uzyskanych rezultatów - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Zna podstawowe metody i techniki stosowane przy rozwiązywaniu prostych zadań z termodynamiki technicznej + + - - - - - - - - -
M_W002 Ma elementarną wiedzę w zakresie termodynamiki technicznej jako dyscypliny inżynierskiej powiązanej z inżynierią mechaniczna i materiałową + + - - - - - - - - -
Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 175 h
Module ECTS credits 7 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 68 h
Preparation for classes 38 h
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 10 h
Realization of independently performed tasks 57 h
Examination or Final test 2 h
Module content
Lectures (28h):

1. Układ termodynamiczny i parametry stanu: intensywne i ekstensywne parametry stanu, Zerowa Zasada Termodynamiki, pojęcia ciepła i pracy oraz ich związek z energią, podstawy bilansowania – 2 h
2. Czynniki termodynamiczne i równanie stanu: gaz doskonały, równanie stanu gazu doskonałego i półdoskonałego. Termodynamiczne stopnie swobody. Równania stanu gazu rzeczywistego – 2 h
3. Ciepło właściwe: ciepło właściwe gazów doskonałych, pojemność cieplna, zależność ciepła właściwego od temperatury i średnie ciepło właściwe – 2 h
4. I Zasada Termodynamiki: zasada zachowania energii, energia wewnętrzna, entalpia. 2 h
5. I ZT dla układu zamkniętego i otwartego, energia wewnętrzna i entalpia jako funkcje stanu – 2 h
6. Roztwory gazowe (mieszaniny): roztwory gazów doskonałych, kaloryczne parametry stanu roztworu gazów doskonałych i półdoskonałych – 2 h
7. Przemiany termodynamiczne; charakterystyczne przemiany gazów doskonałych i półdoskonałych, przemiany odwracalne i nieodwracalne – 2 h
8. II Zasada Termodynamiki: entropia, zasada wzrostu entropii. Odwracalny obieg Carnota, termodynamiczna skala temperatur – 2 h
9. Obiegi termodynamiczne: pojęcie obiegu, rodzaje obiegów, sprawność energetyczna obiegu, obiegi prawobieżne – 2 h
10. Lewobieżne obiegi termodynamiczne. Współczynnik efektywności energetycznej obiegu lewobieżnego, chłodziarki, pompy ciepła – 2 h
11. Gazy wilgotne: charakterystyki gazu wilgotnego, wykres i-X (Molliera) i przemiany powietrza wilgotnego – 2 h
12. Równowaga fazowa. Przejścia fazowe; parowanie i skraplanie; stan krytyczny; topnienie i krystalizacja, punkt potrójny; wykres stanu – 2 h
13. Para nasycona i przegrzana: przemiany pary wodnej. – 2 h
14. Równanie Clapeyrona – Clausiusa dla pary wodnej, wykresy T-s oraz i-s dla pary wodnej. – 2 h

Auditorium classes (26h):

1. Układ termodynamiczny: intensywne i ekstensywne parametry stanu, zerowa zasada termodynamiki. Jednostki podstawowych wielkości termodynamicznych, przeliczanie jednostek. – 2 h
2. Równanie stanu gazu doskonałego i półdoskonałego, równania stanu gazu rzeczywistego – 4 h
3 Ciepło właściwe: ciepło właściwe gazów doskonałych, zależność ciepła właściwego od temperatury i średnie ciepło właściwe – 2 h
4. I Zasada Termodynamiki: zasada zachowania energii, ciepło, praca, energia wewnętrzna, entalpia, I ZT dla układu zamkniętego i otwartego, energia wewnętrzna i entalpia jako funkcje stanu – 4 h
5. Roztwory gazowe (mieszaniny): roztwory gazów doskonałych, kaloryczne parametry stanu roztworu gazów doskonałych i półdoskonałych – 2 h
6. Przemiany termodynamiczne; charakterystyczne przemiany gazów doskonałych i półdoskonałych, przemiany odwracalne i nieodwracalne – 4 h
7. Obiegi termodynamiczne i II Zasada Termodynamiki: sprawność energetyczna, odwracalny obieg Carnota. – 2 h
8. Porównawcze obiegi termodynamiczne, obiegi prawo- i lewobieżne, efektywność energetyczne obiegów – 4 h
9. Para nasycona i przegrzana: przemiany pary wodnej, równanie Clapeyrona – Clausiusa, wykresy T-s oraz i-s dla pary wodnej – 2 h

Laboratory classes (14h):

1. Wprowadzenie. Szkolenie bhp. – 1 h
2. Pomiar temperatury. Przyrządy i metody pomiaru temperatury. – 2 h
3. Pomiar ciśnienia. Rodzaje ciśnienia: ciśnienie względne, bezwzględne, statyczne, dynamiczne. Przyrządy i metody pomiaru ciśnienia – 2 h
4. Analiza podstawowych przemian termodynamicznych.– 2 h
5.Przemiany powietrza wilgotnego – 2 h
6. Bilansowanie układów termodynamicznych według pierwszej zasady termodynamiki – 2 h
7. Obieg lewobieżny – pompa ciepła– 2 h
8. Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych. – 1 h

Additional information
Teaching methods and techniques:
  • Lectures: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Auditorium classes: Podczas zajęć audytoryjnych studenci na tablicy rozwiązują zadane wcześniej problemy. Prowadzący na bieżąco dokonuje stosowanych wyjaśnień i moderuje dyskusję z grupą nad danym problemem.
  • Laboratory classes: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Ćwiczenia audytoryjne zaliczone na podstawie kolokwium. Minimum trzy kolokwia, wszystkie kolokwia muszą być zaliczone na ocenę pozytywną. Wysokość zaliczenia jest średnią z ocen z kolokwium, może uwzględniać oceny za aktywność na zajęciach. W czasie semestru sposób poprawy niezaliczonych kolokwiów i liczbę podejść ustala prowadzący zajęcia. Terminem podstawowym uzyskania zaliczenia jest koniec zajęć w semestrze. Student ma prawo do jednego terminu poprawkowego, w zasadniczej części sesji, w celu uzyskania zaliczenia; jedno niezaliczone kolokwium z ćwiczeń audytoryjnych; (lub „całościowe” kolokwium z semestru – jeden dodatkowy termin w sesji). Odpisywanie na kolokwium – ściągi, rozmowy, itp. – skutkuje oceną 2,0 z zajęć i niezaliczeniem ćwiczeń audytoryjnych. Dopuszczalne są dwie nieobecności na zajęciach. Nieobecność na kolokwium powinna być usprawiedliwiona na pierwszych zajęciach po kolokwium. Przy braku usprawiedliwienia, nieobecność jest traktowana jak celowy unik i zaliczenie kolokwium odbywa się tak jak przy ocenie niedostatecznej. Przy braku zaliczenia w terminie podstawowym, przy obliczaniu wysokości zaliczenia w terminach poprawkowych uwzględniane są oceny niedostateczne (2,0).
Ćwiczenia laboratoryjne zaliczane na podstawie zaliczeń z poszczególnych ćwiczeń; do zaliczenia ćwiczenia konieczne jest poprawne wykonanie opracowania wyników pomiarów (sprawozdania) i zaliczenie podstaw teoretycznych. Wysokość zaliczenia jest średnią z ocen z poszczególnych ćwiczeń. Wszystkie ćwiczenia laboratoryjne muszą być „odrobione”, sposób odrabiania, usprawiedliwionych, nieobecności określa prowadzący dane ćwiczenie. Nieobecność powinna być usprawiedliwiona na pierwszych zajęciach po jej wystąpieniu. W czasie semestru sposób poprawy niezaliczonych ćwiczeń i liczbę podejść ustala prowadzący ćwiczenie. Terminem podstawowym uzyskania zaliczenia jest koniec zajęć w semestrze. Student ma prawo do jednego terminu poprawkowego, w zasadniczej części sesji, w celu uzyskania zaliczenia; jedno niezaliczone ćwiczenie laboratoryjne do poprawy. Niesamodzielne wykonanie sprawozdania z ćwiczeń laboratoryjnych, odpisywanie na kolokwium lub przy zaliczaniu – ściągi, rozmowy, itp. – skutkuje oceną 2,0 z zajęć i niezaliczeniem ćwiczeń laboratoryjnych. Przy braku zaliczenia w terminie podstawowym, przy obliczaniu wysokości zaliczenia w terminach poprawkowych uwzględniane są oceny niedostateczne (2,0).
Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest zaliczenie (pozytywna ocena) z ćwiczeń audytoryjnych i laboratoryjnych.

Participation rules in classes:
  • Lectures:
    – Attendance is mandatory: No
    – Participation rules in classes: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Auditorium classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci przystępując do ćwiczeń są zobowiązani do przygotowania się w zakresie wskazanym każdorazowo przez prowadzącego (np. w formie zestawów zadań). Ocena pracy studenta może bazować na wypowiedziach ustnych lub pisemnych w formie kolokwium, co zgodnie z regulaminem studiów AGH przekłada się na ocenę końcową z tej formy zajęć.
  • Laboratory classes:
    – Attendance is mandatory: Yes
    – Participation rules in classes: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu. Zaliczenie modułu jest możliwe po zaliczeniu wszystkich zajęć laboratoryjnych.
Method of calculating the final grade:

Ocena końcowa = 0,80 oceny z egzaminu + 0,10 oceny z ćwiczeń laboratoryjnych + 0,10 oceny z ćwiczeń audytoryjnych
Przy wyznaczaniu oceny końcowej brane są pod uwagę oceny niedostateczne (2,0) z wszystkich, niezdanych terminów egzaminów.

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Ćwiczenia audytoryjne: dopuszczalne są dwie nieobecności na zajęciach. Nieobecność na kolokwium powinna być usprawiedliwiona na pierwszych zajęciach po kolokwium. Przy braku usprawiedliwienia, nieobecność jest traktowana jak celowy unik i zaliczenie kolokwium odbywa się tak jak przy ocenie niedostatecznej.
Ćwiczenia laboratoryjne: wszystkie ćwiczenia muszą być odrobione. Zajęcia należy odrobić, za zgodą prowadzącego ćwiczenie, z inną grupą, przy braku takiej możliwości ćwiczenie należy odrobić w dodatkowym terminie lub na zasadach uzgodnionych z prowadzącym ćwiczenie. Odrabianie zajęć musi zakończyć się przed końcem zajęć w semestrze.

Prerequisites and additional requirements:

zaliczony kurs z matematyki i fizyki; znajomość podstaw chemii

Recommended literature and teaching resources:

1.Michałowski S., Wańkowicz K., Termodynamika procesowa. WNT, Warszawa 1993.
2.Szewczyk W,. Wojciechowski J.: Wykłady z Termodynamiki z przykładami zadań. Część I – procesy termodynamiczne. Skrypt AGH, Kraków 2007.
3.Wiśniewski S. Termodynamika techniczna. WNT, Warszawa 2005.
4.Szargut J.: Termodynamika. Wydawnictwo Naukowe PWN. Warszawa 2016.
5.Banaszek J., Bzowski J., Domański R., Sado J.: Termodynamika. Przykłady i zadania. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1998
6.Szargut J., Guzik A., Górniak H.: Zadania z termodynamiki technicznej. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2001.
7.Domański R., Jaworski M., Rebow M., Kołtyś J.: Wybrane zagadnienia z termodynamiki w ujęciu komputerowym. PWN, Warszawa 2000.
8.Sobociński R., Nagórski Z., Kośmicki T.: Zbiór zadań termodynamiki technicznej. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1996.
9.Bader P., Błogowska K.: Laboratorium termodynamiki. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2008.
10.Nagórski Z., Sobociński R.: Wybrane zagadnienia z termodynamiki technicznej. Zbiór zadań. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2008.
11. Warowny W.: Termodynamika układów gazowych. Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2015.

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

1. Szewczyk W,. Wojciechowski J.: Wykłady z Termodynamiki z przykładami zadań. Część I – procesy termodynamiczne. Skrypt AGH, Kraków 2007.
2. Wojciechowski J: Turbiny gazowe . Rozdział w Instalacje i sieci gazowe dla praktyków, praca pod redakcją M. Łaciaka, Wydawnictwo VERLAG DASHOFER Warszawa 2010.
3. Wojciechowski J., Szewczyk W. : Arkusz do obliczeń temperatury spalania w programie MATHCAD. Archiwum Spalania, Kwartalnik, Polski Instytut Spalania. Warszawa 2007 s. 87- 105.
4. Wojciechowski J., Bergander M., Butrymowicz D., Karwacki J.: :Application of two-phase ejector as second stage compressor in refrigeration cycles. ExHFT-7 : 7th World Conference on Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics, and Thermodynamics : 28 June – 03 July 2009, Krakow, Poland. AGH University of Science and Technology Press.
5. Wojciechowski J.: Energetyka cieplna. Rozdział 10 Aparatura kontrolno-pomiarowa s.367-441. TARBONUS, Kraków-Tarnobrzeg, 2008.

Additional information:

1. Egzamin skład się z części zadaniowej i teoretycznej. Część teoretyczna może być przeprowadzona w formie pisemnej lub w formie rozmowy.
2. Zadania i pytanie teoretyczne są punktowane. Na każdą część przypada po 50% możliwych punktów. Ocena pozytywna z egzaminu jest przy sumarycznej ilości punktów równej 51%.
3. Stwierdzenie niesamodzielności pracy lub korzystanie z niedozwolonych materiałów na kolokwiach oraz zaliczeniach ćwiczeń audytoryjnych i laboratoryjnych skutkuje oceną niedostateczną i brakiem zaliczenia przedmiotu.
4. Stwierdzenie niesamodzielności pracy lub korzystanie z niedozwolonych materiałów na egzaminie skutkuje oceną niedostateczną, utratą terminów poprawkowych i brakiem zaliczenia z przedmiotu.
5. Przy wyznaczaniu oceny końcowej brane są pod uwagę oceny niedostateczne (2,0) z wszystkich, niezdanych terminów egzaminów.
6. Terminem podstawowym uzyskania zaliczenia jest koniec zajęć w semestrze.
7. Student ma prawo do jednego terminu poprawkowego, w zasadniczej części sesji, w celu uzyskania zaliczenia.
a). jedno niezaliczone ćwiczenie laboratoryjne do poprawy;
b). jedno niezaliczone kolokwium z ćwiczeń audytoryjnych; (lub „całościowe” kolokwium z semestru – jeden dodatkowy termin w sesji);
8. W czasie semestru sposób poprawy (niezaliczonych kolokwiów lub ćwiczeń laboratoryjnych) i liczbę podejść ustala prowadzący zajęcia.
9. Uzyskanie zaliczenia w terminie poprawkowym powinno być nie później, jak do końca podstawowej części sesji egzaminacyjnej.
10. Przy braku zaliczenia do końca zajęć w semestrze do wirtualnego dziekanatu jest wpisywana ocena 2,0 w pierwszym terminie, przy braku zaliczenia do końca pierwszego tygodnia sesji – ocena 2,0 w drugim terminie, przy braku zaliczenia do końca podstawowej części sesji – ocena 2,0 w trzecim terminie.
11. Przy otrzymaniu oceny 2,0 w pierwszym terminie zaliczania ćwiczenia lub kolokwium, przy poprawie student może otrzymać tylko 3,0.
12. Przy ocenie pozytywnej, ale niesatysfakcjonującej, student ma prawo do poprawy na wyższą ocenę – tylko jedno podejście przed zakończeniem zajęć w semestrze (szczegóły ustala prowadzący ćwiczenia).
13. Brak zaliczenia z ćwiczeń (audytoryjnych lub laboratoryjnych) w terminie podstawowym (2,0) jest uwzględniany do wartości zaliczenia w terminach poprawkowych.
14. Niesamodzielne wykonanie sprawozdania z ćwiczeń laboratoryjnych, odpisywanie na kolokwium lub przy zaliczaniu – ściągi, rozmowy, itp. – skutkuje oceną 2,0 z zajęć i niezaliczeniem przedmiotu.
15. Nieobecność na kolokwium powinna być usprawiedliwiona na pierwszych zajęciach po kolokwium. Przy braku usprawiedliwienia, nieobecność jest traktowana jak celowy unik i zaliczenie kolokwium odbywa się tak jak przy ocenie niedostatecznej.