Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Termodynamika techniczna
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
NRCM-1-407-s
Wydział:
Metali Nieżelaznych
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Recykling i Metalurgia
Semestr:
4
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr hab, prof. AGH Onderka Bogusław (onderka@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Przedmiot obejmuje wiedzę z zakresu termodynamiki niezbędną do opisu zjawisk fizykochemicznych w procesach przetwarzania nowoczesnych materiałów, recyklingu i metalurgii metali nieżelaznych.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Zna i rozumie podstawowe prawa i zależności z zakresu termodynamiki fazy skondensowanej oraz zna sposoby ich wyznaczania na drodze eksperymentu. RCM1A_W01 Egzamin
M_W002 Potrafi zastosować podstawowe prawa i zależności funkcyjne z zakresu termodynamiki faz układów metalurgicznych RCM1A_U02, RCM1A_U01 Egzamin
M_W003 Zna i wie jak wyznaczyć podstawowe empiryczne dane termodynamiczne, pojemność cieplna faz skondensowanych i jej modele, entalpia tworzenia/mieszania RCM1A_U03, RCM1A_U01 Egzamin
M_W004 Ma świadomośc znaczenia recyklingu materiałów, jako metod ekologicznej produkcji metali. RCM1A_K02, RCM1A_K03 Aktywność na zajęciach
Umiejętności: potrafi
M_U001 Umie opisać układy jednoskładnikowe, zna graficzną reprezentacja równowagi faz w układzie jedno- i dwuskładnikowym. Potrafi zinterpretować układ fazowy jako mapę drogową samorzutnej ewolucji układów fazowych. RCM1A_U02, RCM1A_U01 Egzamin
M_U002 Zastosuje w praktyce metody obliczania układu dwuskładnikowego i diagramów stabilności faz RCM1A_U03, RCM1A_U01 Egzamin
M_U003 Umie zdefiniować stan układu termodynamicznego i jego stany odniesienia. Potrafi wyznaczyć energię swobodną Gibbsa faz i ich równowagę w układzie termodynamicznym RCM1A_U02, RCM1A_U01 Kolokwium,
Egzamin
M_U004 Zna i rozumie topologię wykresów fazowych i równanie Gibbsa-Konowałowa. Zana i rozumie równanie Gibbsa-Thomsona oraz zależność właściwości termodynamicznych od wielkości powierzchni. RCM1A_U05, RCM1A_U01 Kolokwium,
Egzamin
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Ma świadomość wpływu technologii metalurgicznych na środowisko i rozumie wynikające z tego zagrożenia. RCM1A_K03, RCM1A_K01 Udział w dyskusji
M_K002 Rozumie rolę samokształcenia w procesie studiowania RCM1A_K02, RCM1A_K03 Udział w dyskusji
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
60 30 30 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Zna i rozumie podstawowe prawa i zależności z zakresu termodynamiki fazy skondensowanej oraz zna sposoby ich wyznaczania na drodze eksperymentu. + + - - - - - - - - -
M_W002 Potrafi zastosować podstawowe prawa i zależności funkcyjne z zakresu termodynamiki faz układów metalurgicznych + + - - - - - - - - -
M_W003 Zna i wie jak wyznaczyć podstawowe empiryczne dane termodynamiczne, pojemność cieplna faz skondensowanych i jej modele, entalpia tworzenia/mieszania + + - - - - - - - - -
M_W004 Ma świadomośc znaczenia recyklingu materiałów, jako metod ekologicznej produkcji metali. + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Umie opisać układy jednoskładnikowe, zna graficzną reprezentacja równowagi faz w układzie jedno- i dwuskładnikowym. Potrafi zinterpretować układ fazowy jako mapę drogową samorzutnej ewolucji układów fazowych. + + - - - - - - - - -
M_U002 Zastosuje w praktyce metody obliczania układu dwuskładnikowego i diagramów stabilności faz + + - - - - - - - - -
M_U003 Umie zdefiniować stan układu termodynamicznego i jego stany odniesienia. Potrafi wyznaczyć energię swobodną Gibbsa faz i ich równowagę w układzie termodynamicznym + + - - - - - - - - -
M_U004 Zna i rozumie topologię wykresów fazowych i równanie Gibbsa-Konowałowa. Zana i rozumie równanie Gibbsa-Thomsona oraz zależność właściwości termodynamicznych od wielkości powierzchni. + + - - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Ma świadomość wpływu technologii metalurgicznych na środowisko i rozumie wynikające z tego zagrożenia. + + - - - - - - - - -
M_K002 Rozumie rolę samokształcenia w procesie studiowania + + - - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 152 godz
Punkty ECTS za moduł 6 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 godz
Przygotowanie do zajęć 45 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 40 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 5 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (30h):
  1. Układ termodynamiczny i jego stany odniesienia. Energia swobodna Gibbsa a równowaga w układzie termodynamicznym; Wyznaczanie energii swobodnej Gibbsa dla faz układu;
    Równania stanu, lotność i równanie wirialne; Aktywność składników w roztworach, stany odniesienia Raoulta i Henry’ego, stany odniesienia SER.
    Podstawowe empiryczne dane termodynamiczne, pojemność cieplna faz skondensowanych i jej modele, entalpia tworzenia/mieszania; Roztwory i ich modele.
    Równowaga faz: reguła faz Gibbsa, zmodyfikowana postać reguły faz, przykłady zastosowań;
    Układy jednoskładnikowe: graficzna reprezentacja równowagi faz, diagram fazowy, układy dwuskładnikowe, reakcje niezmiennicze;
    Interpretacja geometryczna równowagi faz w układzie heterogenicznym: Metody obliczania układu dwuskładnikowego; i diagramów stabilności faz (trójskładnikowe, potencjałowe); Metoda Calphad;
    @ Roztwory trójskładnikowe: Równowaga faz w heterogenicznym układzie trójskładnikowym, przypadki inwariantów, metody opisu faz stałych, model podsieci;
    @ Topologia wykresów fazowych jedno-, dwu- i trójskładnikowych. Równanie Gibbsa-Konowałowa, Równowaga w układach z fazą gazową;
    @ Termodynamika powierzchni, granice fazowe i defekty, równanie Gibbsa-Thomsona, zależność właściwości termodynamicznych od wielkości powierzchni.

  2. Analiza rachunkowa problemów z zakresu termodynamiki faz skondensowanych i równowag z fazą gazową. Obliczenia parametrów równowagi w układach reagujących. Obliczenia przedziałów stabilności faz w układach heterogenicznych; Obliczanie wykresów fazowych układów heterogenicznych.

Ćwiczenia audytoryjne (30h):
-
Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia audytoryjne: Podczas zajęć audytoryjnych studenci na tablicy rozwiązują zadane wcześniej problemy. Prowadzący na bieżąco dokonuje stosowanych wyjaśnień i moderuje dyskusję z grupą nad danym problemem.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Warunkiem zaliczenia ćwiczeń audytoryjnych jest obecność na wszystkich zajęciach.
Warunkiem otrzymania oceny końcowej jest zaliczenie zajęć audytoryjnych (2 kolokwia).

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
  • Ćwiczenia audytoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: 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.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena jest obliczana wg. wzoru:
ocena końcowa = 30%(zaliczenie ćwiczeń audytoryjnych) + 30%(zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych)+40%(egzamin)
Przy zaliczeniach poszczególnych zajęć stosuje się następujące oceny:
91 – 100%: bardzo dobry (5.0)
81 – 90%: plus dobry (4.5)
71 – 80%: dobry (4.0)
61 – 70%: plus dostateczny (3.5)
50 – 60%: dostateczny (3.0)

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

Konsultacje i samodzielne studiowanie temetyki zajęć oraz zalecanej literatury.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Wymagane znajomość podstaw fizykochemii. Wymagana bierna znajomość j. angielskiego w celu czytania literatury

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Literatura:
1. Y.A. Chang, W.A. Oates, MATERIALS THERMODYNAMICS, Wiley, 2010
2. N.Saunders, A.P.Miodownik, CALPHAD, Calculation of Phase Diagrams, A Comprehensive
Guide, Pergamon, 1998
3. K. Hack, The SGTE Casebook: Thermodynamics at Work, CRC Press, 2008,ISBN: 1420044583

Literatura uzupełniająca:
1. A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2010
2. A. Pelton, Rozdział 1. Thermodynamics and Phase Diagrams of Materials, w podręczniku
“Phase Transformations in Materials”, Edyt. G.Kostorz, Wiley 2005
3. W. Callister, Materials Science and Engineering, Wyd. VIII, Wiley 2010
(dostępny w wersji e-book’a)
4. D. Gaskell, Introduction to the Thermodynamics of Materials, Wyd. 5, Taylor&Francis,
2008 | ISBN-10: 1591690439

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

Brak