Termodynamika Techniczna MWI sem. 4

Druk DNiSS nr PK_10
OPIS MODUŁU KSZTAŁCENIA (SYLABUS)
NAZWA PRZEDMIOTU/MODUŁU KSZTAŁCENIA: Termodynamika techniczna I
Kod przedmiotu:
MWI.42
Rodzaj przedmiotu: kierunkowy ; obowiązkowy
Wydział: Budowy Maszyn i Informatyki
Kierunek:
Mechanika i budowa maszyn
Specjalność (specjalizacja):
-
Poziom studiów: pierwszego stopnia
Profil studiów: ogólnoakademicki
Forma studiów: wieczorowe
Rok: 2
Semestr: 4
Formy zajęć i liczba godzin: wykłady – 30; ćwiczenia audytoryjne – 30;
Język/i, w którym/ch realizowane są zajęcia: zajęcia w języku polskim
Liczba punktów ECTS: 6
Osoby prowadzące:
wykład:
Andrzej Sucheta, dr hab.inż. prof. ATH, [email protected]
ćwiczenia audytoryjne:
Krzysztof Sikora, dr inż., [email protected]
___________________________________________________________________________
1. Założenia i cele przedmiotu: Zapoznanie słuchaczy z podstawami teoretycznymi
przemian energetycznych oraz właściwościami substancji uczestniczących w tych
przemianach. Omówienie podstawowych przemian termodynamicznych dla gazów,
mieszanin gazowych, par, gazów wilgotnych łącznie z ich efektami energetycznymi.
Bilansowanie masowe i energetyczne procesów spalania. Analiza obiegów
termodynamicznych, prawobieżnych (silników cieplnych) i lewobieżnych (ziębiarek i pomp
ciepła). Zrozumienie podstawowych mechanizmów przekazywania energii cieplnej. Poznanie
praktycznych zastosowań termodynamiki i opanowanie obliczeniowego rozwiązywania zadań
z tej dziedziny. Wykształcenie specyficznych dla tego przedmiotu sposobu rozumowania.
2. Określenie przedmiotów wprowadzających wraz z wymaganiami wstępnymi:
stawia się wymagań co do konieczności wcześniejszego zaliczenia innych przedmiotów
nie
3. Opis sposobu wyznaczania punktów ECTS
Forma aktywności
Liczba godzin
30 godz.
Udział w wykładach
Samodzielne studiowanie tematyki wykładów
30godz.
Przygotowanie się do egzaminu
20godz.
Udział w zajęciach audytoryjnych
30godz.
Rozwiązywanie zadań domowych
40 godz.
Przygotowanie się do kolokwiów
10 godz.
Suma godzin
160 godz.
Strona 1 z 5
317543848
Liczba punktów ECTS dla modułu (przedmiotu)
6 ECTS
4. Wskaźniki sumaryczne
a) liczba godzin dydaktycznych (tzw. kontaktowych) i liczba punktów ECTS na zajęciach
wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich.
Liczba godzin kontaktowych – 60
Liczba punktów ECTS – 6
b) liczba godzin dydaktycznych (tzw. kontaktowych) i liczba punktów ECTS na zajęciach o
charakterze praktycznym.
Liczba godzin kontaktowych – 30
Liczba punktów ECTS – 3
5. Zakładane efekty kształcenia
Numer
(Symbol)
Odniesienie
do efektów
kształcenia
dla kierunku
Efekty kształcenia dla przedmiotu
WIEDZA
MWI.42_W01 Posiada podstawową wiedzę w zakresie pojęć
stosowanych w termodynamice, zna podstawowe
zasady termodynamiki i reguły ich poprawnego
stosowania
MWI.42_W02 Zna zależności do obliczania energii substancji w
funkcji parametrów stanu i energii wymienianych
podczas przemian
MWI.42_W03 Ma podstawową wiedzę z zakresu wymiany ciepła
UMIEJĘTNOŚCI
MWI.42_U01 Potrafi zestawiać bilanse masowe i energetyczne
dla prostych układów termodynamicznych i dla
różnych substancji
MWI.42_U02 Potrafi bilansować przemiany parowe i spalanie
paliw zachodzące w urządzeniach energetycznych
MWI.42_U03 Potrafi korzystać z literatury w poszukiwaniu
danych termofizycznych
KOMPETENCJE SPOŁECZNE
MWI.42_K01 Ma świadomość wpływu na środowisko metod
pozyskiwania i konwersji energii oraz
odpowiedzialności inżyniera w tym aspekcie
MBM1A_W02
MBM1A_W09
MBM1A_W09
MBM1A_U18
MBM1A_U19
MBM1A_U01
MBM1A_K02
6. Odniesienie efektów kształcenia do form zajęć i sposób oceny osiągnięcia przez
studenta efektów kształcenia
Numer
(Symbol)
Efekty kształcenia dla przedmiotu
WIEDZA
MWI.42_W01 Posiada podstawową wiedzę w zakresie pojęć
stosowanych w termodynamice, zna podstawowe
zasady termodynamiki i reguły ich poprawnego
stosowania
MWI.42_W02 Zna zależności do obliczania energii substancji w
funkcji parametrów stanu i energii wymienianych
podczas przemian
Strona 2 z 5
Odniesienie
do form zajęć
Sposób
oceny
wykład,
ćwiczenia
kolokwia,
egzamin
wykład,
ćwiczenia
kolokwia,
egzamin
317543848
MWI.42_W03 Ma podstawową wiedzę z zakresu wymiany ciepła
UMIEJĘTNOŚCI
MWI.42_U01 Potrafi zestawiać bilanse masowe i energetyczne
dla prostych układów termodynamicznych i dla
różnych substancji
MWI.42_U02 Potrafi bilansować przemiany parowe i spalanie
paliw zachodzące w urządzeniach energetycznych
MWI.42_U03
Potrafi korzystać z literatury w poszukiwaniu
danych termofizycznych
MWI.42_K01
KOMPETENCJE SPOŁECZNE
Ma świadomość wpływu na środowisko metod
pozyskiwania i konwersji energii oraz
odpowiedzialności inżyniera w tym aspekcie
wykład
ćwiczenia
ćwiczenia
ćwiczenia
wykład
egzamin
odpowiedź
przy tablicy,
kolokwia
zadania
domowe,
kolokwia
zadania
domowe,
kolokwia
egzamin
7. Opis sposobu weryfikacji osiągniętych przez studenta założonych dla przedmiotu
efektów kształcenia
MWI.42_W01, MWI.42_W02 – weryfikowane za pomocą dwóch sprawdzianów pisemnych
z zadań (ok. 45 min. każdy), których tematyka ściśle wiąże się z treściami
programowymi przekazywanymi na ćwiczeniach, oraz egzaminu, którego pytania
wiążą się ściśle z tematyką wykładu.
MWI.42_W03, MWI.42_K01 – weryfikowane za pomocą egzaminu, którego pytania wiążą
się ściśle z tematyką wykładu.
MWI.42_U01, MWI.42_U02, MWI.42_U03 – weryfikowane za pomocą dwóch
sprawdzianów pisemnych z zadań (ok. 45 min. każdy), których tematyka ściśle
wiąże się z treściami programowymi przekazywanymi na ćwiczeniach
8. Opis zasad zaliczania przedmiotu i sposobu ustalania oceny końcowej z przedmiotu.
Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest:
 zaliczenie dwóch sprawdzianów pisemnych, w 8. oraz 15. tygodniu zajęć, z zagadnień
będących tematyką ćwiczeń – ocena z ćwiczeń jest średnią z ocen za sprawdziany,
 zdanie egzaminu z zagadnień będących tematem wykładów (część teoretyczna
egzaminu) oraz ćwiczeń tablicowych (część zadaniowa egzaminu)
Oceną końcową z przedmiotu jest ocena z egzaminu. Warunkiem dopuszczenia do
egzaminu jest zaliczenia ćwiczeń audytoryjnych.
9. Opis form zajęć
a) Wykłady
 Treści programowe (tematyka zajęć):
1. Wielkości podstawowe i jednostki miar stosowane w termodynamice. Masa i ilość
substancji, ciśnienie, praca, ciepło, energia, moc. Zasada zachowania ilości substancji.
Zasada tworzenia oznaczeń.
2. Stan termiczny czynnika, termiczne parametry stanu. Równanie stanu gazu
doskonałego, półdoskonałego i mieszanin gazowych. Pojęcie przemiany
termodynamicznej.
3. Pierwsza zasada termodynamiki. Energia układu. Sposoby dostarczania i
wyprowadzania energii z układu: praca, ciepło, entalpia, energia elektryczna. Wykres
pasmowy energii. Bilans przemiany czynnika termodynamicznego.
Strona 3 z 5
317543848
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Druga zasada termodynamiki – pojęcie entropii jako funkcji stanu, zasada wzrostu
entropii. Szczególne przypadki II zasady termodynamiki. Przyczyny i skutki
nieodwracalności zjawisk.
Typowe przemiany termodynamiczne gazu doskonałego i półdoskonałego: izochora,
izobara, izoterma, adiabata, politropa, dławienie.
Para mokra i para przegrzana. Termiczne i kaloryczne równania stanu dla pary jako
gazu rzeczywistego. Tablice i wykresy parowe: T-s, h-s, log p – h.
Gazy wilgotne – stan termiczny i kaloryczny. Wykres h-X. Typowe przemiany
powietrza wilgotnego i ich zastosowanie w suszarnictwie i klimatyzacji.
Spalanie całkowite i zupełne paliw stałych, ciekłych i gazowych. Bilans masowy i
energetyczny spalania.
Obiegi termodynamiczne – siłowni parowej, ziębiarki, pompy ciepła. Obiegi
porównawcze silników spalinowych.
Podstawowe pojęcia z wymiany ciepła. Przewodzenie i przenikanie ciepła przez
przegrody. Wymienniki ciepła. Nieustalone przewodzenie ciepła.
 Metody dydaktyczne: Wykład prowadzony metodą tradycyjną
 Forma i warunki zaliczenia: Warunkiem zaliczenia całości przedmiotu jest zdanie egzaminu
składającego się z części pisemnej zadaniowej oraz części teoretycznej (pisemnej lub
ustnej)
 Wykaz literatury podstawowej:
1. Szargut J.: Termodynamika, PWN, Warszawa, 2000
2. Gdula S.: Podstawy termodynamiki technicznej dla automatyków, Skrypt Pol. Śląskiej,
Gliwice, 1974
3. Wiśniewski S., Wiśniewski T.: Wymiana ciepła, WNT, Warszawa, 1997
 Wykaz literatury uzupełniającej:
1. Kostowski E.: Przepływ ciepła, Skrypt Pol. Śląskiej, Gliwice, 1996
2. Składzień J.: Termodynamika i termokinetyka, Skrypt Pol. Śląskiej, Gliwice, 1985
b) Ćwiczenia audytoryjne
 Treści programowe (tematyka zajęć):
1. Przeliczanie jednostek miar na układ jednostek SI ze szczególnym uwzględnieniem
wielkości fizycznych stosowanych w termodynamice.
2. Termiczne parametry stanu. Zastosowanie termicznego równania stanu gazu
doskonałego. Przykłady powiązania termicznego równania stanu i bilansu substancji.
Zastosowanie równania stanu do mieszanin gazowych.
3. Obliczanie pracy i innych sposobów wymiany energii układu z otoczeniem.
4. Bilansowanie energetyczne układów zamkniętych i układów otwartych.
5. Bilanse masowe i energetyczne dla typowych przemian gazu doskonałego i mieszanin
gazowych.
6. Rozwiązywanie przy pomocy tablic i wykresów zadań dotyczących przemian parowych.
7. Bilansowanie przemian gazu wilgotnego.
8. Bilansowanie masowe i energetyczne spalania całkowitego i zupełnego.
9. Wyznaczanie sprawności termicznych dla obiegów termodynamicznych prawobieżnych
i lewobieżnych (gazowych i parowych).
10. Ustalone przewodzenie ciepła przez przegrody. Obliczanie powierzchni wymiany ciepła
wymiennika ciepła.
 Metody dydaktyczne: Rozwiązywanie przykładowych zadań przez prowadzącego oraz
prezentowanie przez studentów rozwiązań zadań domowych.
Strona 4 z 5
317543848
 Forma i warunki zaliczenia: Zaliczenie ćwiczeń jest na podstawie obecności, aktywności na
zajęciach oraz zaliczenia dwóch kolokwiów w ciągu semestru.
 Wykaz literatury podstawowej:
1. Szargut J., Guzik A., Górniak H.: Zadania z termodynamiki technicznej, Wyd.
Pol.Śląskiej, Gliwice, 2001
2. Gdula S.: Para wodna, Wyd. Energotherm, Bielsko-Biała, 1997
3. Raznjevic K.: Tablice cieplne z wykresami, WNT, 1966
 Wykaz literatury uzupełniającej:
1. strona internetowa: www.zt.ath.bielsko.pl
Strona 5 z 5
317543848