Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki - Energetyka (S1)

Sylabus przedmiotu Termodynamika I:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Energetyka
Forma studiów studia stacjonarne Poziom pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta inżynier
Obszary studiów nauk technicznych, studiów inżynierskich
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Termodynamika I
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Katedra Techniki Cieplnej
Nauczyciel odpowiedzialny Radomir Kaczmarek <Radomir.Kaczmarek@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Tadeusz Kozak <Tadeusz.Kozak@zut.edu.pl>, Sławomir Wiśniewski <Slawomir.Wisniewski@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 4,0 ECTS (formy) 4,0
Forma zaliczenia egzamin Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
ćwiczenia audytoryjneA2 15 1,20,50zaliczenie
wykładyW2 30 2,80,50egzamin

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Matematyka, fizyka

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Przekazanie wiedzy na temat przemian termodynamicznych towarzyszących procesom konwersji energii. Podanie i omówienie związków matematycznych pozwalających na wyznaczenie parametrów stanu substancji, obliczanie energii wewnętrznej układów, pracy i ciepła przemian termodynamicznych, bilansowanie układów termodynamicznych. Nauczenie korzystania z zależności termodynamicznych w analizie ilościowej i jakościowej procesów konwersji energii.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
ćwiczenia audytoryjne
T-A-1Wybrane przykłady obliczeniowe ilustrujące treść wykładów.15
15
wykłady
T-W-1Pojęcia podstawowe i jednostki miar. Zerowa zasada termodynamiki. Zasada zachowania ilości substancji. Pierwsza zasada termodynamiki: bilans energii, energia układu, energia wewnętrzna, entalpia. Sposoby doprowadzania i wyprowadzania energii - na sposób ciepła, na sposób pracy, ze strumieniem płynu, z prądem elektrycznym. Praca mechaniczna. Szczególne przypadki bilansu energii: układ zamknięty i otwarty, idealna i rzeczywista maszyna przepływowa (wymiennik ciepła, układ ruchomy). Sprawność energetyczna. Entropia: definicja, układ T-s (Belpaire’a). Obiegi termodynamiczne prawobieżne / lewobieżne. Obieg Carnota. Transformatory ciepła. Równanie stanu gazu. Definicja gazu doskonałego, półdoskonałego i rzeczywistego. Termiczne równanie stanu gazów doskonałych i półdoskonałych. Energia wewnętrzna, entalpia i entropia. Roztwory. Przemiany charakterystyczne czynników termodynamicznych, w tym gazów doskonałych: izoterma, izobara, izochora, izentropa, politropa, adiabata, dławienie, dyfuzja. Przemiany fazowe substancji jednorodnych: stany skupienia, parowanie izobaryczne, termodynamiczne równanie stanu pary nasyconej i przegrzanej, przemiany charakterystyczne pary nasyconej i przegrzanej, równanie Clausiusa-Clapeyrona. Termiczne równanie stanu gazów rzeczywistych. Wpływ termicznego równania stanu na parametry termodynamiczne. Równanie Maxwella. Efekt Joulea-Thomsona. Druga zasada termodynamiki. Obieg Carnot’a. Praca maksymalna. Egzergia. Prawo Gouy’a-Stodoli. Obliczanie przyrostu entropii dla gazu doskonałego i półdoskonałego. Zasada wzrostu entropii. Spalanie: stechiometria spalania, wartość energetyczne procesów spalania.30
30

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
ćwiczenia audytoryjne
A-A-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-A-2Praca własna - przygotowanie do prac kontrolnych.21
36
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach30
A-W-2Praca własna - przygotowanie do prac kontrolnych.24
A-W-3Praca własna - przygotowanie do egzaminu.30
84

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Metoda podająca: wykład informacyjny. Metoda problemowa: wykład problemowy.
M-2Metoda praktyczna: ćwiczenia audytoryjne.

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny / ustny z całości materiału. Dwie prace kontrolne (cząstkowe) w trakcie semestru. Punktowy system oceny: ocena pozytywna - uzyskanie ponad 60% punktów możliwych do zdobycia.
S-2Ocena formująca: Zaliczenie ćwiczeń rachunkowych (dwie prace kontrolne). System punktowy oceny prac: ocena pozytywna - uzyskanie ponad 60% punktów możliwych do zdobycia.

Zamierzone efekty kształcenia - wiedza

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ENE_1A_C15_W01
W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien być w stanie zdefiniować podstawowe pojęcia i prawa z zakresu termodynamiki oraz zidentyfikować i opisać procesy termodynamiczne. Powinien być w stanie przeprowadzić obliczenia dotyczące procesów termodynamicznych oraz zinterpretować wyniki. Powinien być w stanie przeprowadzić podstawowe pomiary z zakresu termodynamiki oraz zinterpretować uzyskane wyniki.
ENE_1A_W09, ENE_1A_W13, ENE_1A_W15T1A_W01, T1A_W02, T1A_W03, T1A_W04, T1A_W07InzA_W02C-1T-W-1, T-A-1M-1, M-2S-2, S-1

Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ENE_1A_C15_U01
W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć analizować procesy termodynamiczne, powinien umieć wykonywać obliczenia termodynamiczne i interpretować wyniki, powinien umieć przeprowadzać podstawowe pomiary z zakresu termodynamiki.
ENE_1A_U01, ENE_1A_U08, ENE_1A_U14T1A_U01, T1A_U08, T1A_U09, T1A_U13, T1A_U14, T1A_U15InzA_U01, InzA_U02, InzA_U05, InzA_U06, InzA_U07C-1T-W-1, T-A-1M-1, M-2S-2, S-1

Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ENE_1A_C15_K01
W wyniku przeprowadzonych zajęć student będzie miał kompetencje do analizowania i rozwiazywania zagadnień z zakresu termodynamiki.
ENE_1A_K01, ENE_1A_K02, ENE_1A_K07T1A_K01, T1A_K02, T1A_K07InzA_K01C-1T-W-1, T-A-1M-1, M-2S-2, S-1

Kryterium oceny - wiedza

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
ENE_1A_C15_W01
W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien być w stanie zdefiniować podstawowe pojęcia i prawa z zakresu termodynamiki oraz zidentyfikować i opisać procesy termodynamiczne. Powinien być w stanie przeprowadzić obliczenia dotyczące procesów termodynamicznych oraz zinterpretować wyniki. Powinien być w stanie przeprowadzić podstawowe pomiary z zakresu termodynamiki oraz zinterpretować uzyskane wyniki.
2,0System punktowy oceny: Student uzyskał mniej niż 60% punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.
3,0System punktowy oceny: Student uzyskał 60 - 69% punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.
3,5System punktowy oceny: Student uzyskał 70 - 79% punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.
4,0System punktowy oceny: Student uzyskał 80 - 89% punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.
4,5System punktowy oceny: Student uzyskał 90 - 94% punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.
5,0System punktowy oceny: Student uzyskał 95 - 100% punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
ENE_1A_C15_U01
W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć analizować procesy termodynamiczne, powinien umieć wykonywać obliczenia termodynamiczne i interpretować wyniki, powinien umieć przeprowadzać podstawowe pomiary z zakresu termodynamiki.
2,0System punktowy oceny: Student uzyskał mniej niż 60% punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.
3,0System punktowy oceny: Student uzyskał 60 - 69% punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.
3,5System punktowy oceny: Student uzyskał 70 - 79% punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.
4,0System punktowy oceny: Student uzyskał 80 - 89% punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.
4,5System punktowy oceny: Student uzyskał 90 - 94% punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.
5,0System punktowy oceny: Student uzyskał 95 - 96% punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt kształceniaOcenaKryterium oceny
ENE_1A_C15_K01
W wyniku przeprowadzonych zajęć student będzie miał kompetencje do analizowania i rozwiazywania zagadnień z zakresu termodynamiki.
2,0System punktowy oceny: Student uzyskał mniej niż 60 % punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.
3,0System punktowy oceny: Student uzyskał 60 - 69% punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.
3,5System punktowy oceny: Student uzyskał 70 - 79% punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.
4,0System punktowy oceny: Student uzyskał 80 - 89% punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.
4,5System punktowy oceny: Student uzyskał 90 - 94% punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.
5,0System punktowy oceny: Student uzyskał 95 - 100% punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.

Literatura podstawowa

  1. Szargut J., Termodynamika techniczna, PWN, Warszawa, 2005
  2. Wiśniewski S., Termodynamika techniczna, WNT, Warszawa, 2000
  3. Staniszewski B., Termodynamika. Podstawy teoretyczne, PWN, Warszawa, 2011
  4. Ochęduszko S., Termodynamika stosowana, WNT, Warszawa, 1964
  5. Szargut J., Guzik A., Górniak H., Programowany zbiór zadań z termodynamiki technicznej, PWN, Warszawa, 1986

Treści programowe - ćwiczenia audytoryjne

KODTreść programowaGodziny
T-A-1Wybrane przykłady obliczeniowe ilustrujące treść wykładów.15
15

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Pojęcia podstawowe i jednostki miar. Zerowa zasada termodynamiki. Zasada zachowania ilości substancji. Pierwsza zasada termodynamiki: bilans energii, energia układu, energia wewnętrzna, entalpia. Sposoby doprowadzania i wyprowadzania energii - na sposób ciepła, na sposób pracy, ze strumieniem płynu, z prądem elektrycznym. Praca mechaniczna. Szczególne przypadki bilansu energii: układ zamknięty i otwarty, idealna i rzeczywista maszyna przepływowa (wymiennik ciepła, układ ruchomy). Sprawność energetyczna. Entropia: definicja, układ T-s (Belpaire’a). Obiegi termodynamiczne prawobieżne / lewobieżne. Obieg Carnota. Transformatory ciepła. Równanie stanu gazu. Definicja gazu doskonałego, półdoskonałego i rzeczywistego. Termiczne równanie stanu gazów doskonałych i półdoskonałych. Energia wewnętrzna, entalpia i entropia. Roztwory. Przemiany charakterystyczne czynników termodynamicznych, w tym gazów doskonałych: izoterma, izobara, izochora, izentropa, politropa, adiabata, dławienie, dyfuzja. Przemiany fazowe substancji jednorodnych: stany skupienia, parowanie izobaryczne, termodynamiczne równanie stanu pary nasyconej i przegrzanej, przemiany charakterystyczne pary nasyconej i przegrzanej, równanie Clausiusa-Clapeyrona. Termiczne równanie stanu gazów rzeczywistych. Wpływ termicznego równania stanu na parametry termodynamiczne. Równanie Maxwella. Efekt Joulea-Thomsona. Druga zasada termodynamiki. Obieg Carnot’a. Praca maksymalna. Egzergia. Prawo Gouy’a-Stodoli. Obliczanie przyrostu entropii dla gazu doskonałego i półdoskonałego. Zasada wzrostu entropii. Spalanie: stechiometria spalania, wartość energetyczne procesów spalania.30
30

Formy aktywności - ćwiczenia audytoryjne

KODForma aktywnościGodziny
A-A-1Uczestnictwo w zajęciach15
A-A-2Praca własna - przygotowanie do prac kontrolnych.21
36
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w zajęciach30
A-W-2Praca własna - przygotowanie do prac kontrolnych.24
A-W-3Praca własna - przygotowanie do egzaminu.30
84
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaENE_1A_C15_W01W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien być w stanie zdefiniować podstawowe pojęcia i prawa z zakresu termodynamiki oraz zidentyfikować i opisać procesy termodynamiczne. Powinien być w stanie przeprowadzić obliczenia dotyczące procesów termodynamicznych oraz zinterpretować wyniki. Powinien być w stanie przeprowadzić podstawowe pomiary z zakresu termodynamiki oraz zinterpretować uzyskane wyniki.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówENE_1A_W09Zna metody określania podstawowych parametrów cieplnych i elektrycznych
ENE_1A_W13Ma wiedzę w zakresie opisu fenomenologicznego i matematycznego procesów wymiany pędu, ciepła i masy
ENE_1A_W15Zna podstawy termodynamiki technicznej oraz prawa transportu ciepła i masy w zastosowaniu do maszyn i urządzeń energetycznych
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT1A_W01ma wiedzę z zakresu matematyki, fizyki, chemii i innych obszarów właściwych dla studiowanego kierunku studiów przydatną do formułowania i rozwiązywania prostych zadań z zakresu studiowanego kierunku studiów
T1A_W02ma podstawową wiedzę w zakresie kierunków studiów powiązanych ze studiowanym kierunkiem studiów
T1A_W03ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną obejmującą kluczowe zagadnienia z zakresu studiowanego kierunku studiów
T1A_W04ma szczegółową wiedzę związaną z wybranymi zagadnieniami z zakresu studiowanego kierunku studiów
T1A_W07zna podstawowe metody, techniki, narzędzia i materiały stosowane przy rozwiązywaniu prostych zadań inżynierskich z zakresu studiowanego kierunku studiów
Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraInzA_W02zna podstawowe metody, techniki, narzędzia i materiały stosowane przy rozwiązywaniu prostych zadań inżynierskich z zakresu studiowanego kierunku studiów
Cel przedmiotuC-1Przekazanie wiedzy na temat przemian termodynamicznych towarzyszących procesom konwersji energii. Podanie i omówienie związków matematycznych pozwalających na wyznaczenie parametrów stanu substancji, obliczanie energii wewnętrznej układów, pracy i ciepła przemian termodynamicznych, bilansowanie układów termodynamicznych. Nauczenie korzystania z zależności termodynamicznych w analizie ilościowej i jakościowej procesów konwersji energii.
Treści programoweT-W-1Pojęcia podstawowe i jednostki miar. Zerowa zasada termodynamiki. Zasada zachowania ilości substancji. Pierwsza zasada termodynamiki: bilans energii, energia układu, energia wewnętrzna, entalpia. Sposoby doprowadzania i wyprowadzania energii - na sposób ciepła, na sposób pracy, ze strumieniem płynu, z prądem elektrycznym. Praca mechaniczna. Szczególne przypadki bilansu energii: układ zamknięty i otwarty, idealna i rzeczywista maszyna przepływowa (wymiennik ciepła, układ ruchomy). Sprawność energetyczna. Entropia: definicja, układ T-s (Belpaire’a). Obiegi termodynamiczne prawobieżne / lewobieżne. Obieg Carnota. Transformatory ciepła. Równanie stanu gazu. Definicja gazu doskonałego, półdoskonałego i rzeczywistego. Termiczne równanie stanu gazów doskonałych i półdoskonałych. Energia wewnętrzna, entalpia i entropia. Roztwory. Przemiany charakterystyczne czynników termodynamicznych, w tym gazów doskonałych: izoterma, izobara, izochora, izentropa, politropa, adiabata, dławienie, dyfuzja. Przemiany fazowe substancji jednorodnych: stany skupienia, parowanie izobaryczne, termodynamiczne równanie stanu pary nasyconej i przegrzanej, przemiany charakterystyczne pary nasyconej i przegrzanej, równanie Clausiusa-Clapeyrona. Termiczne równanie stanu gazów rzeczywistych. Wpływ termicznego równania stanu na parametry termodynamiczne. Równanie Maxwella. Efekt Joulea-Thomsona. Druga zasada termodynamiki. Obieg Carnot’a. Praca maksymalna. Egzergia. Prawo Gouy’a-Stodoli. Obliczanie przyrostu entropii dla gazu doskonałego i półdoskonałego. Zasada wzrostu entropii. Spalanie: stechiometria spalania, wartość energetyczne procesów spalania.
T-A-1Wybrane przykłady obliczeniowe ilustrujące treść wykładów.
Metody nauczaniaM-1Metoda podająca: wykład informacyjny. Metoda problemowa: wykład problemowy.
M-2Metoda praktyczna: ćwiczenia audytoryjne.
Sposób ocenyS-2Ocena formująca: Zaliczenie ćwiczeń rachunkowych (dwie prace kontrolne). System punktowy oceny prac: ocena pozytywna - uzyskanie ponad 60% punktów możliwych do zdobycia.
S-1Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny / ustny z całości materiału. Dwie prace kontrolne (cząstkowe) w trakcie semestru. Punktowy system oceny: ocena pozytywna - uzyskanie ponad 60% punktów możliwych do zdobycia.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0System punktowy oceny: Student uzyskał mniej niż 60% punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.
3,0System punktowy oceny: Student uzyskał 60 - 69% punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.
3,5System punktowy oceny: Student uzyskał 70 - 79% punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.
4,0System punktowy oceny: Student uzyskał 80 - 89% punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.
4,5System punktowy oceny: Student uzyskał 90 - 94% punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.
5,0System punktowy oceny: Student uzyskał 95 - 100% punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaENE_1A_C15_U01W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien umieć analizować procesy termodynamiczne, powinien umieć wykonywać obliczenia termodynamiczne i interpretować wyniki, powinien umieć przeprowadzać podstawowe pomiary z zakresu termodynamiki.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówENE_1A_U01Umie wykorzystać prawa teoretyczne i metody eksperymentalne w analizie różnych procesów fizycznych i chemicznych
ENE_1A_U08Umie praktycznie wykorzystać prawa termodynamiki, transportu ciepła i masy oraz mechaniki płynów do opisu procesów przemysłowych
ENE_1A_U14Umie dobrać przyrządy, aparaturę kontrolno-pomiarową i metodę pomiaru charakterystycznych parametrów pracy urządzania i systemu energetycznego
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT1A_U01potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych oraz innych właściwie dobranych źródeł, także w języku angielskim lub innym języku obcym uznawanym za język komunikacji międzynarodowej w zakresie studiowanego kierunku studiów; potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski oraz formułować i uzasadniać opinie
T1A_U08potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary i symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
T1A_U09potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich metody analityczne, symulacyjne oraz eksperymentalne
T1A_U13potrafi dokonać krytycznej analizy sposobu funkcjonowania i ocenić - zwłaszcza w powiązaniu ze studiowanym kierunkiem studiów - istniejące rozwiązania techniczne, w szczególności urządzenia, obiekty, systemy, procesy, usługi
T1A_U14potrafi dokonać identyfikacji i sformułować specyfikację prostych zadań inżynierskich o charakterze praktycznym, charakterystycznych dla studiowanego kierunku studiów
T1A_U15potrafi ocenić przydatność rutynowych metod i narzędzi służących do rozwiązania prostego zadania inżynierskiego o charakterze praktycznym, charakterystycznego dla studiowanego kierunku studiów oraz wybrać i zastosować właściwą metodę i narzędzia
Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraInzA_U01potrafi planować i przeprowadzać eksperymenty, w tym pomiary i symulacje komputerowe, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski
InzA_U02potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich metody analityczne, symulacyjne oraz eksperymentalne
InzA_U05potrafi dokonać krytycznej analizy sposobu funkcjonowania i ocenić - zwłaszcza w powiązaniu ze studiowanym kierunkiem studiów - istniejące rozwiązania techniczne, w szczególności urządzenia, obiekty, systemy, procesy, usługi
InzA_U06potrafi dokonać identyfikacji i sformułować specyfikację prostych zadań inżynierskich o charakterze praktycznym, charakterystycznych dla studiowanego kierunku studiów
InzA_U07potrafi ocenić przydatność rutynowych metod i narzędzi służących do rozwiązania prostego zadania inżynierskiego o charakterze praktycznym, charakterystycznego dla studiowanego kierunku studiów oraz wybrać i zastosować właściwą metodę i narzędzia
Cel przedmiotuC-1Przekazanie wiedzy na temat przemian termodynamicznych towarzyszących procesom konwersji energii. Podanie i omówienie związków matematycznych pozwalających na wyznaczenie parametrów stanu substancji, obliczanie energii wewnętrznej układów, pracy i ciepła przemian termodynamicznych, bilansowanie układów termodynamicznych. Nauczenie korzystania z zależności termodynamicznych w analizie ilościowej i jakościowej procesów konwersji energii.
Treści programoweT-W-1Pojęcia podstawowe i jednostki miar. Zerowa zasada termodynamiki. Zasada zachowania ilości substancji. Pierwsza zasada termodynamiki: bilans energii, energia układu, energia wewnętrzna, entalpia. Sposoby doprowadzania i wyprowadzania energii - na sposób ciepła, na sposób pracy, ze strumieniem płynu, z prądem elektrycznym. Praca mechaniczna. Szczególne przypadki bilansu energii: układ zamknięty i otwarty, idealna i rzeczywista maszyna przepływowa (wymiennik ciepła, układ ruchomy). Sprawność energetyczna. Entropia: definicja, układ T-s (Belpaire’a). Obiegi termodynamiczne prawobieżne / lewobieżne. Obieg Carnota. Transformatory ciepła. Równanie stanu gazu. Definicja gazu doskonałego, półdoskonałego i rzeczywistego. Termiczne równanie stanu gazów doskonałych i półdoskonałych. Energia wewnętrzna, entalpia i entropia. Roztwory. Przemiany charakterystyczne czynników termodynamicznych, w tym gazów doskonałych: izoterma, izobara, izochora, izentropa, politropa, adiabata, dławienie, dyfuzja. Przemiany fazowe substancji jednorodnych: stany skupienia, parowanie izobaryczne, termodynamiczne równanie stanu pary nasyconej i przegrzanej, przemiany charakterystyczne pary nasyconej i przegrzanej, równanie Clausiusa-Clapeyrona. Termiczne równanie stanu gazów rzeczywistych. Wpływ termicznego równania stanu na parametry termodynamiczne. Równanie Maxwella. Efekt Joulea-Thomsona. Druga zasada termodynamiki. Obieg Carnot’a. Praca maksymalna. Egzergia. Prawo Gouy’a-Stodoli. Obliczanie przyrostu entropii dla gazu doskonałego i półdoskonałego. Zasada wzrostu entropii. Spalanie: stechiometria spalania, wartość energetyczne procesów spalania.
T-A-1Wybrane przykłady obliczeniowe ilustrujące treść wykładów.
Metody nauczaniaM-1Metoda podająca: wykład informacyjny. Metoda problemowa: wykład problemowy.
M-2Metoda praktyczna: ćwiczenia audytoryjne.
Sposób ocenyS-2Ocena formująca: Zaliczenie ćwiczeń rachunkowych (dwie prace kontrolne). System punktowy oceny prac: ocena pozytywna - uzyskanie ponad 60% punktów możliwych do zdobycia.
S-1Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny / ustny z całości materiału. Dwie prace kontrolne (cząstkowe) w trakcie semestru. Punktowy system oceny: ocena pozytywna - uzyskanie ponad 60% punktów możliwych do zdobycia.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0System punktowy oceny: Student uzyskał mniej niż 60% punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.
3,0System punktowy oceny: Student uzyskał 60 - 69% punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.
3,5System punktowy oceny: Student uzyskał 70 - 79% punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.
4,0System punktowy oceny: Student uzyskał 80 - 89% punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.
4,5System punktowy oceny: Student uzyskał 90 - 94% punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.
5,0System punktowy oceny: Student uzyskał 95 - 96% punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty kształceniaENE_1A_C15_K01W wyniku przeprowadzonych zajęć student będzie miał kompetencje do analizowania i rozwiazywania zagadnień z zakresu termodynamiki.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówENE_1A_K01Rozumie potrzebę ciągłego dokształcania się – podnoszenia kompetencji zawodowych i osobistych
ENE_1A_K02Ma świadomość wagi pozatechnicznych aspektów i skutków działalności inżynierskiej; w tym jej wpływu na środowisko i związanej z tym odpowiedzialności za podejmowane decyzje
ENE_1A_K07Ma świadomość interdyscyplinarnego charakteru nauki i techniki
Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaT1A_K01rozumie potrzebę uczenia się przez całe życie; potrafi inspirować i organizować proces uczenia się innych osób
T1A_K02ma świadomość ważności i zrozumienie pozatechnicznych aspektów i skutków działalności inżynierskiej, w tym jej wpływu na środowisko, i związanej z tym odpowiedzialności za podejmowane decyzje
T1A_K07ma świadomość roli społecznej absolwenta uczelni technicznej, a zwłaszcza rozumie potrzebę formułowania i przekazywania społeczeństwu, w szczególności poprzez środki masowego przekazu, informacji i opinii dotyczących osiągnięć techniki i innych aspektów działalności inżynierskiej; podejmuje starania, aby przekazać takie informacje i opinie w sposób powszechnie zrozumiały
Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraInzA_K01ma świadomość ważności i rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżynierskiej, w tym jej wpływu na środowisko, i związanej z tym odpowiedzialności za podejmowane decyzje
Cel przedmiotuC-1Przekazanie wiedzy na temat przemian termodynamicznych towarzyszących procesom konwersji energii. Podanie i omówienie związków matematycznych pozwalających na wyznaczenie parametrów stanu substancji, obliczanie energii wewnętrznej układów, pracy i ciepła przemian termodynamicznych, bilansowanie układów termodynamicznych. Nauczenie korzystania z zależności termodynamicznych w analizie ilościowej i jakościowej procesów konwersji energii.
Treści programoweT-W-1Pojęcia podstawowe i jednostki miar. Zerowa zasada termodynamiki. Zasada zachowania ilości substancji. Pierwsza zasada termodynamiki: bilans energii, energia układu, energia wewnętrzna, entalpia. Sposoby doprowadzania i wyprowadzania energii - na sposób ciepła, na sposób pracy, ze strumieniem płynu, z prądem elektrycznym. Praca mechaniczna. Szczególne przypadki bilansu energii: układ zamknięty i otwarty, idealna i rzeczywista maszyna przepływowa (wymiennik ciepła, układ ruchomy). Sprawność energetyczna. Entropia: definicja, układ T-s (Belpaire’a). Obiegi termodynamiczne prawobieżne / lewobieżne. Obieg Carnota. Transformatory ciepła. Równanie stanu gazu. Definicja gazu doskonałego, półdoskonałego i rzeczywistego. Termiczne równanie stanu gazów doskonałych i półdoskonałych. Energia wewnętrzna, entalpia i entropia. Roztwory. Przemiany charakterystyczne czynników termodynamicznych, w tym gazów doskonałych: izoterma, izobara, izochora, izentropa, politropa, adiabata, dławienie, dyfuzja. Przemiany fazowe substancji jednorodnych: stany skupienia, parowanie izobaryczne, termodynamiczne równanie stanu pary nasyconej i przegrzanej, przemiany charakterystyczne pary nasyconej i przegrzanej, równanie Clausiusa-Clapeyrona. Termiczne równanie stanu gazów rzeczywistych. Wpływ termicznego równania stanu na parametry termodynamiczne. Równanie Maxwella. Efekt Joulea-Thomsona. Druga zasada termodynamiki. Obieg Carnot’a. Praca maksymalna. Egzergia. Prawo Gouy’a-Stodoli. Obliczanie przyrostu entropii dla gazu doskonałego i półdoskonałego. Zasada wzrostu entropii. Spalanie: stechiometria spalania, wartość energetyczne procesów spalania.
T-A-1Wybrane przykłady obliczeniowe ilustrujące treść wykładów.
Metody nauczaniaM-1Metoda podająca: wykład informacyjny. Metoda problemowa: wykład problemowy.
M-2Metoda praktyczna: ćwiczenia audytoryjne.
Sposób ocenyS-2Ocena formująca: Zaliczenie ćwiczeń rachunkowych (dwie prace kontrolne). System punktowy oceny prac: ocena pozytywna - uzyskanie ponad 60% punktów możliwych do zdobycia.
S-1Ocena podsumowująca: Egzamin pisemny / ustny z całości materiału. Dwie prace kontrolne (cząstkowe) w trakcie semestru. Punktowy system oceny: ocena pozytywna - uzyskanie ponad 60% punktów możliwych do zdobycia.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0System punktowy oceny: Student uzyskał mniej niż 60 % punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.
3,0System punktowy oceny: Student uzyskał 60 - 69% punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.
3,5System punktowy oceny: Student uzyskał 70 - 79% punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.
4,0System punktowy oceny: Student uzyskał 80 - 89% punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.
4,5System punktowy oceny: Student uzyskał 90 - 94% punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.
5,0System punktowy oceny: Student uzyskał 95 - 100% punktów możliwych do zdobycia w trakcie egzaminu / zaliczenia.