Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Teoria kinetyczna i zjawiska transportu
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
ZSDA-3-0072-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, nauki chemiczne, nauki fizyczne
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

The course gives a broad view of nonequilibrium statistical mechanics using the kinetic theory approach. The objective is to balance qualitative analysis and detailed description of different phenomena that are explained and quantified by kinetic theory. The students gain knowledge about how the concepts of kinetic theory can be applied to various situations as diverse as light diffusion, bacterial suspensions, granular matter, the expanding universe, and many others.

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 Knows the essence of kinetic theories and their applicability to describe irreversible phenomena. SDA3A_W01 Referat
M_W002 Understands a universal character of nonequilibrium statistical mechanics. SDA3A_W05 Aktywność na zajęciach
Umiejętności: potrafi
M_U001 Actively participates in the discussion regarding the fundamental laws of nature. SDA3A_U04 Aktywność na zajęciach
M_U002 Can use knowledge of transport phenomena in the description of the properties of matter and technological processes. SDA3A_U01 Udział w dyskusji,
Studium przypadków ,
Referat,
Aktywność na zajęciach
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Is aware of the importance of basic research in every discipline, including technological sciences. SDA3A_K01 Udział w dyskusji,
Aktywność na zajęciach
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 Knows the essence of kinetic theories and their applicability to describe irreversible phenomena. + - - - - + - - - - -
M_W002 Understands a universal character of nonequilibrium statistical mechanics. + - - - - + - - - - -
Umiejętności
M_U001 Actively participates in the discussion regarding the fundamental laws of nature. - - - - - + - - - - -
M_U002 Can use knowledge of transport phenomena in the description of the properties of matter and technological processes. - - - - - + - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Is aware of the importance of basic research in every discipline, including technological sciences. + - - - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 47 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 40 godz
Przygotowanie do zajęć 2 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 3 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (20h):

Topics covered in this course include general concepts and tools of kinetic theories as well as various systems described using specific kinetic models
1. A basic presentation of the one-particle distribution and the mean free path approach
2. A formal description of many-body distribution functions
3. Lorentz model for charge transport
4. The Boltzmann equation for classical gases
5. Brownian motion and the Planck equation, diffusion
6. The Vlasov equation for plasmas
7. Systems with long-range interactions, galaxies
8. Quantum gases with the Pauli exclusion principle (fermions, bosons)
9. Electrons in a crystalline solid
10. Band structure, insulators, conductors and semiconductors
11. Chosen numerical methods that can be used to solve the kinetic models

Zajęcia seminaryjne (20h):

Presentations covering additional topics selected individually for students according to their research interest.
Solving typical problems related to the kinetic models.
Presentation of the application of the kinetic models in physics, chemistry and materials science.

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 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 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: Students present the topic indicated by the teacher. Both the substantive value of the presentation and the so-called soft skills are evaluated. The presentation is followed by a discussion. Activity in the discussion is also evaluated. The acquired knowledge is checked by solving the problems.
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 :

A basis of thermodynamics.
Mathematical skills.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. Y. Demirel, V. Gerbaud: Nonequilibrium Thermodynamics: Transport and Rate Processes in Physical, Chemical and Biological Systems, Elsevier 2018.
2. R. Soto: Kinetic Theory and Transport Phenomena, Oxford Univ. Press, 2016.
3. R. W. Balluffi, S. M. Allen, W. C. Carter: Kinetic of materials, Wiley 2005.
4. D. Kondepudi: Introduction to modern thermodynamics, Wiley 2007.
5. Katarzyna Tkacz-Śmiech: Multicomponent Diffusion, Kraków 2018.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1. Katarzyna Tkacz-Śmiech: Multicomponent Diffusion, Kraków 2018.
2. Tkacz-Śmiech K.: Termodynamika dla ceramików, Kraków 2012.
3. K. Tkacz-Śmiech, M. Danielewski, B. Bożek, D. Zientara: Diffusive interaction between Ni−Cr−Al alloys, Metallurgical and Materials Transactions, A, Physical Metallurgy and Materials 48 (2017) 2633.
4. K. Tkacz-Śmiech, B. Bożek, L. Sapa, M. Danielewski: Viscosity controlled interdiffusion in nitriding, Diffusion Foundations 10 (2016) 28.

Informacje dodatkowe:

Brak