Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Termodynamika procesów nieodwracalnych i zjawisk nierównowagowych
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
ZSDA-3-0071-s
Wydział:
Szkoła Doktorska AGH
Poziom studiów:
Studia III stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Szkoła Doktorska AGH
Semestr:
0
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Angielski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Tkacz-Śmiech Katarzyna (smiech@agh.edu.pl)
Dyscypliny:
inżynieria biomedyczna, inżynieria chemiczna, inżynieria materiałowa, inżynieria środowiska, górnictwo i energetyka, nauki chemiczne, nauki fizyczne
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

The course allows a doctoral candidate gaining knowledge within modern thermodynamics of irreversible processes and non-equilibrium phenomena. Theoretical fundamentals are integrated with solving the problems in practical applications. Linear (chemical reactions, multi-component diffusion, heat transport, multi-component fluid) and nonlinear irreversible systems (oscillatory structures, non-Newtonian fluid) are discussed.

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 Understands the essence of irreversible processes and their relationship with time. SDA3A_W05 Aktywność na zajęciach
M_W002 Knows the basis of modern thermodynamics of nonequilibrium phenomena. SDA3A_W01 Prezentacja
Umiejętności: potrafi
M_U001 Is able to use knowledge in the field of thermodynamics of irreversible processes in the description of physicochemical phenomena and technological processes. SDA3A_U01 Studium przypadków
M_U002 Actively participates in the discussion regarding the fundamental laws of nature. SDA3A_U04 Aktywność na zajęciach
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Is aware of the importance of basic research in every discipline, including technology. SDA3A_K01 Studium przypadków
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
40 20 0 0 0 0 20 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 Understands the essence of irreversible processes and their relationship with time. + - - - - + - - - - -
M_W002 Knows the basis of modern thermodynamics of nonequilibrium phenomena. + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Is able to use knowledge in the field of thermodynamics of irreversible processes in the description of physicochemical phenomena and technological processes. - - - - - + - - - - -
M_U002 Actively participates in the discussion regarding the fundamental laws of nature. + - - - - + - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Is aware of the importance of basic research in every discipline, including technology. + - - - - + - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 51 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 40 godz
Przygotowanie do zajęć 5 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 3 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 1 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (20h):

Topics covered in this course
1) The formalism of modern thermodynamics
- Thermodynamic systems: equilibrium and nonequilibrium, open, biological
- Legandre transforms of thermodynamic potentials
- The second law of thermodynamics, entropy
- Extremum principles
- Thermodynamic quantities for liquids and solids
2) Nonequilibrium systems
- Local equilibrium, local entropy production
- Nonequilibrium Maxwell relations
- Nonequilibrium effects
3) Linear irreversible thermodynamics
- Linear phenomenological laws and Onsager reciprocal relations
- Examples: diffusion, heat conduction, electrical conduction, chemical reactions, thermoelectric phenomena
4) Nonlinear irreversible thermodynamics
- Symmetry breaking transitions and dissipative structures
- Oscillatory structures and phenomena
5) The nonequilibrium nature of life

Zajęcia seminaryjne (20h):

Solving problems
Presentations covering the topics selected individually

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: The lecture is presented in the form of a multimedia presentation combined with a classical blackboard lecture.
  • Zajęcia seminaryjne: In seminar classes, the basis is a multimedia and oral presentation by students. Discussion and problem solving are another important element of education.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

To pass the course, a student has to present at least one presentation, show activity during the seminars (discussion and solving the problems) and attend at least 6 from 10 lectures.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Lectures present the content in accordance with the syllabus. Some time at the end of the lecture is reserved for questions and discussion. Students receive multimedia materials in advance. In the case of frequent absences from the lecture, the student has to pass a test exam.
  • Zajęcia seminaryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Presentations covering additional topics selected individually for students according to their research interest. Solving typical problems of irreversible thermodynamics. Presentation of the application of irreversible thermodynamics in technology and materials science.
Sposób obliczania oceny końcowej:

A final grade is provided a grade for the seminar, calculated in proportion to the number of points scored.
A student can get points for:
- the presentation – max. 20 points
- activity – max 20 points

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

A student can present his/her presentation in another convenient time. He/she can take an additional test of the lectures’ content during consultation hours.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

The elementary basis of inorganic chemistry and physical chemistry.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. D. Kondepudi, I. Prigogine: MODERN THERMODYNAMICS, From Heat Engines to Dissipative Structures, Wiley 2002.
2. D. Kondepudi: Introduction to modern thermodynamics, Wiley 2007.
3. Tkacz-Śmiech K.: Termodynamika dla ceramików, Kraków 2012.
4. Katarzyna Tkacz-Śmiech: Multicomponent Diffusion, Kraków 2018.
5. Y. Demirel, V. Gerbaud: Nonequilibrium Thermodynamics: Transport and Rate Processes in Physical, Chemical and Biological Systems, Elsevier 2018.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. Tkacz-Śmiech K.: Termodynamika dla ceramików, Kraków 2012.
2. Katarzyna Tkacz-Śmiech: Multicomponent Diffusion, Kraków 2018.
3. B, Bożek, M, Danielewski, K, Tkacz-Śmiech, M, Zajusz: Interdiffusion: compatibility of Darken and Onsager formalisms, Materials Science and Technology 31 (2015) 1633.
4. M. Danielewski, M. Zajusz, B. Bożek, K. Tkacz-Śmiech: On the consistency of the Darken method with the Onsager representation for diffusion in multicomponent systems, Defect and Diffusion Forum 369 (2016) 53.

Informacje dodatkowe:

Brak