Rok akademicki: 2012/2013 Kod: RBM s Punkty ECTS: 5. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

Transkrypt

1 Nazwa modułu: Termodynamika Rok akademicki: 2012/2013 Kod: RBM s Punkty ECTS: 5 Wydział: Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Kierunek: Mechanika i Budowa Maszyn Specjalność: Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne Język wykładowy: Polski Profil kształcenia: Ogólnoakademicki (A) Semestr: 3 Strona www: Osoba odpowiedzialna: dr inż. Wojciechowski Jerzy (jwojcie@agh.edu.pl) Osoby prowadzące: dr inż. Pytko Paweł (pawel.pytko@wp.pl) dr inż. Wojciechowski Jerzy (jwojcie@agh.edu.pl) Madejski Paweł (madejski@agh.edu.pl) dr inż. Szczotka Krzysztof (szczotka@agh.edu.pl) prof. dr hab. inż. Gumuła Stanisław (kmiue@imir.agh.edu.pl) 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 Ma elementarną wiedzę w zakresie termodynamiki technicznej jako dyscypliny inżynierskiej powiązanej z inżynierią mechaniczna i materiałową Kolokwium, Wykonanie ćwiczeń, Zaliczenie laboratorium, Sprawozdanie, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych M_W002 Zna podstawowe metody i techniki stosowane przy rozwiązywaniu prostych zadań z termodynamiki technicznej Kolokwium Umiejętności M_U001 Potrafi stosować termodynamikę do opisu zjawisk fizycznych i modelowania matematycznego wymiany ciepła, masy oraz spalania w procesach technologicznych Kolokwium, Sprawozdanie, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, Zaliczenie laboratorium, Aktywność na zajęciach, Egzamin, Zaangażowanie w pracę zespołu M_U002 Potrafi zidentyfikowć podstawowe stany i parametry oraz stworzyć model matematyczny układu Kolokwium, Sprawozdanie, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, Zaliczenie laboratorium, Aktywność na zajęciach, Egzamin 1 / 5

2 M_U003 M_U004 Potrafi przeprowadzić pomiary podstawowych parametrów układu, opracować oraz wyciągnąć wnioski z uzyskanych rezultatów Potrafi dokonać wyboru przyrządów i metod pomiarowych w celu przeprowadzenia pomiarów parametrów układu Sprawozdanie, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, Zaangażowanie w pracę zespołu, Zaliczenie laboratorium, Kolokwium Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, Zaangażowanie w pracę zespołu, Zaliczenie laboratorium, Aktywność na zajęciach, Sprawozdanie Kompetencje społeczne M_K001 M_K002 M_K003 Student rozumie potrzebę ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia kompetencji zawodowych i osobistych Student ma świadomość wpływu procesów termodynamicznych na środowisko społeczne i naturalne Student rozumie potrzebę działalności twórczej i innowacyjnej oraz konieczność harmonijnej pracy w zespole Aktywność na zajęciach, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, Egzamin, Kolokwium, Sprawozdanie, Zaliczenie laboratorium Aktywność na zajęciach, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, Zaangażowanie w pracę zespołu Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, Zaangażowanie w pracę zespołu, Kolokwium, Sprawozdanie, Zaliczenie laboratorium Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć Wykład audytoryjne laboratoryjne projektowe Konwersatori um seminaryjne praktyczne terenowe warsztatowe Inne E-learning Wiedza M_W001 M_W002 Umiejętności M_U001 Ma elementarną wiedzę w zakresie termodynamiki technicznej jako dyscypliny inżynierskiej powiązanej z inżynierią mechaniczna i materiałową Zna podstawowe metody i techniki stosowane przy rozwiązywaniu prostych zadań z termodynamiki technicznej Potrafi stosować termodynamikę do opisu zjawisk fizycznych i modelowania matematycznego wymiany ciepła, masy oraz spalania w procesach technologicznych / 5

3 M_U002 M_U003 M_U004 Potrafi zidentyfikowć podstawowe stany i parametry oraz stworzyć model matematyczny układu Potrafi przeprowadzić pomiary podstawowych parametrów układu, opracować oraz wyciągnąć wnioski z uzyskanych rezultatów Potrafi dokonać wyboru przyrządów i metod pomiarowych w celu przeprowadzenia pomiarów parametrów układu Kompetencje społeczne M_K001 M_K002 M_K003 Student rozumie potrzebę ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia kompetencji zawodowych i osobistych Student ma świadomość wpływu procesów termodynamicznych na środowisko społeczne i naturalne Student rozumie potrzebę działalności twórczej i innowacyjnej oraz konieczność harmonijnej pracy w zespole Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć) Wykład 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, 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; przemiany charakterystyczne gazów doskonałych i półdoskonałych, przemiany odwracalne i nieodwracalne 2 h 8. Obiegi termodynamiczne: pojęcie obiegu, rodzaje obiegów, sprawność energetyczna obiegu 2 h 3 / 5

4 9. II Zasada Termodynamiki: sformułowanie II ZT i pojęcie entropii, odwracalny obieg Carnota, termodynamiczna skala temperatur 2 h 10. Gazy wilgotne: charakterystyki gazu wilgotnego, wykres i-x (Molliera) i przemiany powietrza wilgotnego 2 h 11. Para nasycona i przegrzana: przemiany pary wodnej. 2 h 12. Równanie Clapeyrona Clausiusa dla pary wodnej, wykresy T-s oraz i-s dla pary wodnej. 2 h 13. Spalanie; Ciepło spalania i wartość opałowa paliw, rodzaje paliw. Bilansowanie ilości substancji w procesach spalnia. Zapotrzebowanie powietrza do spalania. 2 h 14. Ilośc i skład spalin. Temperatura spalnia. Kontrola procesu spalnia. Spalnie niezupełne. 2 h 15. Podstawy ustalonej wymiany ciepła: przewodzenie, konwekcja, przenikanie, promieniowanie. 2 h audytoryjne 1. Układ termodynamiczny: intensywne i ekstensywne parametry stanu, Zerowa Zasada Termodynamiki, ciepło, praca oraz ich związek z energią, podstawy bilansowania 1 h 2. Równanie stanu gazu doskonałego i półdoskonałego, równania stanu gazu rzeczywistego 2 h 3 Ciepło właściwe: ciepło właściwe gazów doskonałych, zależność ciepła właściwego od temperatury i średnie ciepło właściwe 1 h 4. I Zasada Termodynamiki: zasada zachowania energii, energia wewnętrzna, entalpia, I ZT dla układu zamkniętego i otwartego, energia wewnętrzna i entalpia jako funkcje stanu 2 h 5. Roztwory gazowe (mieszaniny): roztwory gazów doskonałych, kaloryczne parametry stanu roztworu gazów doskonałych i półdoskonałych 1 h 6. Przemiany termodynamiczne; przemiany charakterystyczne gazów doskonałych i półdoskonałych, przemiany odwracalne i nieodwracalne 2 h 7. Obiegi termodynamiczne i II Zasada Termodynamiki: sprawność energetyczna, odwracalny obieg Carnota. 2 h 8. Para nasycona i przegrzana: przemiany pary wodnej, równanie Clapeyrona Clausiusa, wykresy T-s oraz i-s dla pary wodnej 1 h 9. Bilansowanie ilości substancji w procesach spalnia. Zapotrzebowanie powietrza do spalania.- 1 h 10. Ilośc i skład spalin. Temperatura spalnia. 1 h 11. Podstawy ustalonej wymiany ciepła: przewodzenie, konwekcja i przenikanie, promieniowanie. 1 h laboratoryjne 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. Bilans energii. Bilans cieplny wymiennika ciepła. 2 h 6. Gazy wilgotne. Przemiany powietrza wilgotnego. 2 h 7. Obieg lewobieżny pompa ciepła. 2 h 8. Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych. 2 h Sposób obliczania oceny końcowej 4 / 5

5 Ocena końcowa = 0,7 oceny z egzaminu + 0,15 oceny z ćwiczeń laboratoryjnych + 0,15 oceny z ćwiczeń audytoryjnych Wymagania wstępne i dodatkowe zaliczony kurs z matematyki i fizyki; znajomość podstaw chemii Zalecana literatura i pomoce naukowe 1.Michałowski S., Wańkowicz K., Termodynamika procesowa. WNT, Warszawa Szewczyk W,. Wojciechowski J.: Wykłady z Termodynamiki z przykładami zadań. Część I procesy termodynamiczne. Skrypt AGH, Kraków Wiśniewski S. Termodynamika techniczna. WNT, Warszawa Szargut J.: Termodynamika techniczna. Wyd. Polit. Śląskiej, Gliwice Banaszek J., Bzowski J., Domański R., Sado J.: Termodynamika. Przykłady i zadania. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa Szargut J., Guzik A., Górniak H.: Zadania z termodynamiki technicznej. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice Domański R., Jaworski M., Rebow M., Kołtyś J.: Wybrane zagadnienia z termodynamiki w ujęciu komputerowym. PWN, Warszawa Sobociński R., Nagórski Z., Kośmicki T.: Zbiór zadań termodynamiki technicznej. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa Bader P., Błogowska K.: Laboratorium termodynamiki. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa Nagórski Z., Sobociński R.: Wybrane zagadnienia z termodynamiki technicznej. Zbiór zadań. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa Kozaczka J.: Podstawy termodynamiki. Kraków, Taurus-K 1997 Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu Nie podano dodatkowych publikacji Informacje dodatkowe Egzamin skład się z części zadaniowej i teoretycznej. Część teoretyczna może być przeprowadzona w formie pisemnej lub w formie rozmowy. Zadania i pytanie teoretyczne są punktowane. Na każdą część przypada po 50% możliwych punktów. Ocena pozytywna z egzaminu jest przy sumarycznej ilości punktów równej 50% + 1. Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS) Forma aktywności studenta Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe Udział w wykładach Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych Udział w ćwiczeniach audytoryjnych Samodzielne studiowanie tematyki zajęć Przygotowanie do zajęć Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. Sumaryczne obciążenie pracą studenta Punkty ECTS za moduł Obciążenie studenta 10 godz 30 godz 15 godz 15 godz 40 godz 25 godz 10 godz 145 godz 5 ECTS 5 / 5