S Y L A B U S P R Z E D M I O T U

Transkrypt

1 "Z A T W I E R D Z A M" Dziekan Wydziału Nowych Technologii i Chemii... prowadzącego kierunek studiów podpis Załącznik Nr 4 do decyzji Nr 5/PRK/011 z dnia 16 grudnia 011r. Dr hab. inż. Stanisław CUDZIŁO, prof. WAT Warszawa, dnia... S Y L A B U S P R Z E D M I O T U NAZWA PRZEDMIOTU: Wersja anglojęzyczna: Termodynamika techniczna... Engineering thermodynamics Kod przedmiotu: WTCFXCSI-Tt Podstawowa jednostka organizacyjna (PJO): Wydział Nowych Technologii i Chemii... (prowadząca kierunek studiów) Kierunek studiów: Specjalność: Poziom studiów: Forma studiów: Język prowadzenia: studia pierwszego stopnia studia stacjonarne Fizyka techniczna... Wszystkie specjalności polski... Sylabus ważny dla naborów od roku akademickiego 01/ REALIZACJA PRZEDMIOTU Osoba(-y) prowadząca(-e) zajęcia (koordynatorzy): prof. dr hab. inż. Janusz TERPIŁOWSKI, prof. dr hab. inż. Piotr KONIORCZYK, prof. dr hab. inż. Andrzej PANAS, dr hab. inż. Janusz ZMYWACZYK, prof. WAT PJO/instytut/katedra/zakład: Wydział Mechatroniki i Lotnictwa, Instytut Techniki Lotniczej, Zakład Aerodynamiki i Termodynamiki. ROZLICZENIE GODZINOWE semestr forma zajęć, liczba godzin/rygor (x egzamin, + zaliczenie, # projekt) punkty ECTS razem wykłady ćwiczenia laboratoria projekt seminarium III 60 0/ razem 60 0/ PRZEDMIOTY WPROWADZAJĄCE WRAZ Z WYMAGANIAMI WSTĘPNYMI Matematyka. Wymagania wstępne: umie posługiwać się rachunkiem macierzowym, tensorowym oraz rachunkiem różniczkowym i całkowym funkcji wielu zmiennych nazwa przedmiotu Fizyka,. Wymagania wstępne: zna podstawy fizyczne mechaniki oraz podstawy fizyki ciała stałego 4. ZAKŁADANE EFEKTY KSZTAŁCENIA Symbol W1 Efekty kształcenia Zna podstawowe zasady termodynamiki oraz podstawowe mechanizmy wymiany ciepła odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku K1A_WO1, K1A_W0, K1A_W11

2 W W U1 U U Zna podstawowe metody obliczania parametrów termodynamicznych oraz wielkości cieplnych Ma podstawową wiedzę na temat wybranych metod pomiaru właściwości Umie opisać matematycznie podstawowe parametry termodynamiczne oraz właściwości termofizyczne Umie przestawić według schematu układ pomiarowy oraz określić sposób pomiaru wybranych parametrów termodynamicznych oraz właściwości Potrafi przygotować prezentację ustną dotyczącą szczegółowych zagadnień z zakresu pomiarów parametrów termodynamicznych oraz właściwości K1A_W0, K1A_W11, K1A_W19 K1A_W15, K1A_W4 K1A_U0, K1A_U0 K1A_U10, K1A_U15 K1A_U01, K1A_U04, K1 Rozumie potrzebę ciągłego uczenia się a także potrafi inspirować innych. K1A_K01, K1A_K0 5. METODY DYDAKTYCZNE Zarówno wykład jak i ćwiczenia rachunkowe, laboratoryjne oraz seminaria są prowadzone metodami aktywizującymi wykorzystując w szczególności : twórcze rozwiązywanie problemów, rozwijając u studentów umiejętność dyskusji na tematy zajęć Wykłady prowadzone głównie w formie audiowizualnej, Ćwiczenia rachunkowe związane z zagadnieniami omawianymi na wykładzie, obejmują przypomnienie, utrwalenie i usystematyzowanie wiedzy wcześniej nabytej, uzyskanej jako rezultat ukierunkowanej pracy własnej poprzez rozwiązywanie zadań i problemów Ćwiczenia laboratoryjne ukierunkowane na wykonanie pomiarów parametrów termodynamicznych oraz właściwości oraz opracowanie wyników pomiarów 6. TREŚCI PROGRAMOWE lp temat/tematyka zajęć Pojęcia wstępne stan termodynamiczny 1 Wprowadzenie. Pojęcia podstawowe. Tranzytywność równowagi termicznej. Równania stanu gazu doskonałego i gazów rzeczywistych. Roztwory gazów doskonałych. Obliczanie parametrów termodynamicznych i składu roztworów gazów doskonałych. Obliczanie parametrów termodynamicznych gazów i roztworów gazów doskonałych. Laboratorium I: - Podstawowe metody i techniki pomiaru temperatury. System pomiarowy (przyrządy wirtualne) - Nr ćw Laboratorium II: - Pomiary temperatury termometrami termoelektrycznymi. Wyznaczanie stałej czasowej termoelementu - Nr ćw.. - Pomiary temperatury termometrami rezystancyjnymi - Nr ćw.. Pierwsza zasada termodynamiki liczba godzin wykł. ćwicz. lab. proj. semin.

3 5 Praca, ciepło, energia wewnętrzna i entalpia. Równania wyrażające pierwszą zasadę termodynamiki. Bilans energii dla układu przepływowego i otwartego. 6 Sporządzanie bilansów energii w układach zamkniętych i otwartych. 7 Laboratorium III: - Przemiany fazowe pierwszego rodzaju Nr ćw Przemiany fazowe drugiego rodzaju Nr ćw. 17. Druga i trzecia zasada termodynamiki 8 Entropia. Zasada wzrostu entropii. Druga zasada termodynamiki dla obiegów. Własności jednoskładnikowych substancji rzeczywistych. Kierunek przebiegu zjawisk nieodwracalnych. Praca maksymalna i egzergia. Właściwości ciał w niskich temperaturach. Trzecia zasada termodynamiki. Własności i przemiany gazów doskonałych 9 Ciepło właściwe, energia wewnętrzna, entalpia, entropia gazów doskonałych. Przemiany charakterystyczne gazów doskonałych. 10 Obliczanie parametrów p, V, T podczas realizacji typowych przemian gazów doskonałych. Obiegi porównawcze maszyn cieplnych 11 Obiegi silników tłokowych. Obiegi silników turbinowych. Obiegi sprężarek. Obliczanie parametrów punktów węzłowych i sprawności termodynamicznej obiegów silników spalinowych i sprężarek. 1 Obliczanie parametrów termodynamicznych podczas realizacji obiegów termodynamicznych maszyn cieplnych. 1 Laboratorium IV: - Obiegi porównawcze silników i pomp ciepła silnik Stirlinga Nr ćw. 18. Własności jednoskładnikowych substancji rzeczywistych 14 Współczynniki termodynamiczne. Zależności Maxwella. Funkcje stanu gazów rzeczywistych. Warunki równowagi substancji jednoskładnikowej. Przejścia fazowe. 15 Obliczanie parametrów p, V, T oraz przyrostów energii wewnętrznej, entalpii oraz entropii podczas realizacji typowych przemian gazów rzeczywistych. Układy wieloskładnikowe 16 Własności gazów wilgotnych. Przemiany par mieszanin i gazów wilgotnych. 17 Laboratorium V: - Badanie efektu zjawiska Joule a Thomsona Nr ćw Pomiar wilgotności powietrza Nr ćw. 4.

4 Spalanie 18 Bilansowanie ilości substancji w procesach spalania. Zapotrzebowanie tlenu i powietrza do spalania. Ilość i skład spalin przy spalaniu zupełnym i niezupełnym. Bilans energii przy spalaniu. 19 Obliczanie zapotrzebowania powietrza do spalania. Ilość i skład spalin. Temperatura spalania. Wybrane zagadnienia z termodynamiki chemicznej 0 Efekt cieplny reakcji chemicznej. Praca maksymalna. Stała równowagi reakcji chemicznej. Określenie składu reagentów w stanie równowagi. 1 Laboratorium VI: - Ogniwa paliwowe. Wyznaczanie sprawności termodynamicznej ogniwa paliwowego Nr ćw. 0. Podstawowe mechanizmy wymiany ciepła Pole temperatury. Podstawowe mechanizmy wymiany ciepła. Przewodzenie ciepła. Opis analityczny zagadnień przewodnictwa cieplnego. Konwekcja wymuszona i konwekcja swobodna. Obliczanie wielkości cieplnych dla zagadnień ustalonego przewodzenia ciepła. 4 Laboratorium VII: - Pomiar przewodności cieplnej ciał stałych. Metody pomiaru, przyrządy. Pomiar przewodności cieplnej materiałów izolacyjnych Nr ćw Laboratorium VIII: - Okreslenie rozkładu pól temperatury metodą modelowania analogowego Nr ćw Numeryczne modelowanie ustalonego pola temperatury Nr. ćw.. Termodynamika układów specjalnych oraz procesów nierównowagowych 6 Termodynamika gazu fotonowego. Właściwości termodynamiczne magnetyków. Zależności termodynamiczne dla nadprzewodnictwa. Termodynamika sprężystego ciała stałego. Postulaty liniowej termodynamiki procesów nierównowagowych. 7. LITERATURA Razem autor tytuł rok wydania LITERATURA PODSTAWOWA Stefan Wiśniewski Termodynamika techniczna, WNT, Warszawa 1987 I nowsze (np. 005) Jan Szargut Termodynamika techniczna, Wyd. Pol. Śl., Gliwice 011 Andrzej Panas, Janusz Zmywaczyk, Piotr Koniorczyk Termodynamika. Zbiór zadań, cz. 1, WAT, Warszawa

5 Janusz Terpiłowski, Termodynamika. Zbiór zadań, cz., WAT, Warszawa 1974 Stefan Wiśniewski Janusz Terpiłowski, Termodynamika. Pomiary cieplne. WAT, Warszawa 1994 Andrzej Panas, Stefan Wiśniewski... Stefan Wiśniewski, Termodynamika procesów nierównowagowych, PWN 197 Bogumił Staniszewski, Robert Szymanik Stefan Wiśniewski, Wymiana ciepła, WNT, Warszawa 000 Tomasz Wiśniewski LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA Henryk Buchowski, Podstawy termodynamiki. WNT, Warszawa 1998 Waldemar Ufnalski Ludwik Michalski, Termometria. Przyrządy i pomiary. Wyd. Pol. Łódzkiej, Łódź 1998 Krystyna Eckersdorf, Janusz Kucharski Jerzy Banaszek, Termodynamika. Przykłady i zadania. Oficyna Wydawnicza Pol Jacek Bzowski, Roman Domański Warszawskiej, Warszawa Dilip Kondepudi, Modern Thermodynamics. From Heat Engines to Dissipative 1998 Ilya Prigogine Structures. John Willey & Sons, New York Jan Madejski Teoria wymiany ciepła. Politechnika Szczecińska 1998 John R. Howell, Fundametals of Engineering Thermodynamics, McGraw Hill 1987 Richard O. Buckius Kazimierz Gumiński Termodynamika, PWN, Warszawa 198 Józef Werle Termodynamika fenomenologiczna, PWN, Warszawa 1957 Eugeniusz Tyrkiel Termodynamiczne podstawy materiałoznawstwa, PWN, Warszawa 1997 (i następne wydania). 8. SPOSOBY WERYFIKACJI ZAKŁADANYCH EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Przedmiot jest zaliczany na ocenę. Warunkiem koniecznym uzyskania oceny pozytywnej z przedmiotu jest wykazanie się wiedzą oraz umiejętnościami wymienionymi w Efektach kształcenia (Tab.4) efekty W1, W, oraz U1 sprawdzane są na kolokwium efekt W i U sprawdzane ustnie podczas wykonywania ćwiczeń laboratoryjnych efekty U oraz K1 sprawdzane są podczas ćwiczeń rachunkowych na podstawie przygotowanego wystąpienia oraz udziału w dyskusji.. autor(rzy) sylabusa... prof. dr hab. inż. Janusz TERPIŁOWSKI, prof. dr hab. inż. Piotr KONIORCZYK, prof. dr hab. inż. Andrzej PANAS, dr hab. inż. Janusz ZMYWACZYK, prof. WAT kierownik jednostki organizacyjnej odpowiedzialnej za przedmiot... tytuł, stopień naukowy, imię, NAZWISKO, podpis