Wojskowa Akademia Techniczna - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Termodynamika i transport ciepła III sem.

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: WMTSXCSI-TiTC3
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Termodynamika i transport ciepła III sem.
Jednostka: Wydział Mechatroniki, Uzbrojenia i Lotnictwa
Grupy:
Strona przedmiotu: http://www.wmt.wat.edu.pl/index.php/zait-materialy-dydaktyczne
Punkty ECTS i inne: (brak) Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.

zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Forma studiów:

stacjonarne

Rodzaj studiów:

I stopnia

Rodzaj przedmiotu:

obowiązkowy

Forma zajęć liczba godzin/rygor:

W 30/+; C 16/+; L 14/+; Razem: 60

Przedmioty wprowadzające:

Matematyka I, II, III: znajomość rachunku różniczkowego i całkowego

Fizyka I, II: znajomość podstawowych praw fizycznych.

Mechanika I: znajomość podstawowych równań kinematyki i dynamiki punktu materialnego oraz definicji pędu, energii kinetycznej i potencjalnej

Informatyka I: znajomość wybranego języka programowania, Excela


Programy:

semestr trzeci / inżynieria bezpieczeństwa / wszystkie specjalności

Autor:

dr hab. inż. Janusz ZMYWACZYK,

prof. dr hab. inż. Piotr KONIORCZYK,

prof. dr hab. inż. Janusz TERPIŁOWSKI,

prof. dr hab. inż. Andrzej PANAS,

Bilans ECTS:

1. Udział w wykładach / 30

2. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów i przygotowanie do zaliczenia / 10

3. Udział w ćwiczeniach / 16

4. Samodzielne przygotowanie się do ćwiczeń / 16

5. Udział w laboratoriach / 14

6. Samodzielne przygotowanie się do laboratoriów / 31

7. Udział w konsultacjach / 2

8. Udział w zaliczeniu / 1

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 120 / 4 ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli: 1.+3.+5.+7.+8.=63 / 2,0 ECTS

Zajęcia o charakterze praktycznym: 5.+6.=45 / 1,5 ECTS

Skrócony opis:

Podstawowe pojęcia termodynamiki. Pierwsza zasada termodynamiki. Druga zasada termodynamiki. Kierunek przebiegu zjawisk nieodwracalnych. Własności gazów doskonałych i półdoskonałych. Typowe przemiany gazów doskonałych. Gazy rzeczywiste. Właściwości jednoskładnikowych substancji rzeczywistych. Obiegi porównawcze maszyn cieplnych. Spalanie i elementy kinetyki reakcji chemicznych. Ogólna charakterystyka wymiany ciepła. Ustalone przewodzenie ciepła przez ścianki, pręty i żebra. Konwekcja swobodna oraz wymuszona – podstawowe zależności kryterialne. Radiacyjna wymiana ciepła w ośrodku diatermicznym. Podstawowe zagadnienia konwersji energii: sposoby gromadzenia i transportu energii, niekonwencjonalne źródła energii (kolektory słoneczne, ogniwa fotowoltaiczne, ogniwa paliwowe).

Pełny opis:

Wykład / Wykłady oraz ćwiczenia audytoryjne są ilustrowane prezentacjami wizualnymi w celu dostarczenia wiedzy określonej efektami W1, W2, U1, U2, U3, K1

1. Podstawowe pojęcia termodynamiki: stan termodynamiczny układu, parametry i funkcje stanu, zerowa zasada termodynamiki, równanie stanu gazów doskonałych, roztwory gazów doskonałych / 2

2. Pierwsza zasada termodynamiki: praca, ciepło, energia wewnętrzna, bilans energii dla układu zamkniętego oraz dla układu otwartego w stanie ustalonym, uogólnione równanie Bernoulliego / 2

3. Druga zasada termodynamiki: entropia, statystyczna interpretacja entropii, zasada wzrostu entropii, termodynamiczna strzałka czasu w kosmologii, druga zasada termodynamiki dla obiegów / 2

4. Kierunek przebiegu zjawisk nieodwracalnych: praca maksymalna i egzergia / 2

5. Własności gazów doskonałych i półdoskonałych: ciepło właściwe, energia wewnętrzna, entalpia, entropia gazów doskonałych i półdoskonałych / 2

6. Typowe przemiany gazów doskonałych (przemiana: izotermiczna, izobaryczna izochoryczna, izentropowa, politropowa / 2

7. Gazy rzeczywiste: współczynniki termodynamiczne, równania stanu gazów rzeczywistych (van der Waalsa, Berthelota, Dietericiego), przyrosty energii wewnętrznej, entalpii oraz entropii gazów rzeczywistych / 2

8. Właściwości jednoskładnikowych substancji rzeczywistych: warunki równowagi substancji jednoskładnikowej, efekt zjawiska Joule’a-Thomsona, przemiany fazowe (I-go i II-go rodzaju), ciecze przegrzane / 2

9. Obiegi porównawcze maszyn cieplnych: obiegi silników tłokowych i sprężarek / 2

10. Spalanie i elementy kinetyki reakcji chemicznych (parametry charakteryzujące proces spalania, ciepło spalania, minimalna energia zapłonowa, zapotrzebowanie powietrza do spalania, skład reagentów w stanie równowagi) / 4

11. Podstawy fizykochemii spalania i wybuchów (definicja wybuchu, typy wybuchów: wybuchy fizyczne i chemiczne, charakterystyka wybuchów homogenicznych (cieplne, fotochemiczne) i heterogenicznych (deflagracja, detonacja)) / 3

12. Charakterystyka źródeł zapłonu w środowisku technologicznym (otwarty ogień, iskry, łuk elektryczny, samozapłon) / 1

13. Ogólna charakterystyka wymiany ciepła: podstawowe definicje wielkości cieplnych oraz mechanizmy i prawa wymiany ciepła w przypadku przewodzenia, konwekcji i promieniowania / 2

14. Podstawowe zagadnienia konwersji energii: sposoby gromadzenia i transportu energii, niekonwencjonalne źródła energii (kolektory słoneczne, ogniwa fotowoltaiczne, ogniwa paliwowe) / 2

Ćwiczenia / Ćwiczenia audytoryjne polegają na rozwiązywaniu zadań w celu uporządkowania, ugruntowania i upraktycznienia wiedzy określonej efektami W1, W2, W3, W4 i K1

1. Obliczanie parametrów termodynamicznych gazów i roztworów gazów doskonałych / 2

2. Sporządzanie bilansów energii w układach zamkniętych i otwartych / 2

3. Obliczanie parametrów p, V, T podczas realizacji typowych przemian gazów doskonałych / 2

4. Obliczanie parametrów p, V, T oraz przyrostów energii wewnętrznej, entalpii oraz entropii podczas realizacji typowych przemian gazów rzeczywistych / 2

5. Obliczanie parametrów termodynamicznych podczas realizacji obiegów termodynamicznych maszyn cieplnych / 2

6. Obliczanie zapotrzebowanie powietrza do spalania. Ilość i skład spalin. Temperatura spalania / 2

7. Obliczanie wielkości cieplnych dla zagadnień ustalonego przewodzenia ciepła / 4

Laboratoria / Ćwiczenia laboratoryjne polegają na wykonywaniu przez grupę studentów pomiarów i badań z wykorzystaniem dedykowanych stanowisk laboratoryjnych w celu opanowania umiejętności U1,

U2 i U3

1. Przegląd podstawowych metod i technik pomiaru temperatury /2 2. Pomiary temperatury termometrami termoelektrycznymi. Wyznaczanie czasu charakterystycznego czyjnika temperatury / 2

3. Pomiary temperatury termometrami rezystancyjnymi / 2

4. Pomiar wilgotności powietrza / 2

5. Pomiar przewodności cieplnej ciał stałych. Określanie rozkładu pól temperatury metodą obliczeń numerycznych / 2

6. Badania kolektora słonecznego / 2

7. Badanie ogniw i baterii słonecznych / 2

Literatura:

podstawowa:

Wiśniewski S.: Termodynamika techniczna, WNT, Warszawa 1980, 1987,

Szargut J.: Termodynamika, PWN, Warszawa 1985 (także: Wyd. Pol. Śl., Gliwice, 2011),

Wiśniewski S., Wiśniewski T.: Wymiana ciepła, WNT, Warszawa 2000,

Panas A., Zmywaczyk J., Koniorczyk P.: Termodynamika. Zbiór zadań, cz. 1. WAT, Warszawa 1997,

Terpiłowski J., Wiśniewski S., Termodynamika. Zbiór zadań, cz. 2. WAT, Warszawa 1974,

Terpiłowski J., Panas A., Wiśniewski S., Preiskorn M., Koniorczyk P., Zmywaczyk J., Szodrowski S.: Termodynamika. Pomiary cieplne. WAT, Warszawa 1994;

uzupełniająca:

Buchowski H., Ufnalski W.: Podstawy termodynamiki. WNT, Warszawa 1998,

Michalski L., Eckersdorf K., Kucharski J.: Termometria. Przyrządy i pomiary. Wyd. Pol. Łódzkiej, Łódź 1998,

Banaszek J., Bzowski J., Domański R.: Termodynamika. Przykłady i zadania. Of. Wyd. Pol. Warszawskiej, Warszawa 1998,

Kondepudi D., Prigogine I.: Modern Thermodynamics. From Heat Engines to Dissipative Structures. John Willey & Sons, New York 1998,

Gumiński K.: Termodynamika. PWN, Warszawa 1982,

Madejski J.: Teoria wymiany ciepła. Politechnika Szczecińska 1998,

Werle J.: Termodynamika fenomenologiczna. PWN, Warszawa 1957

Efekty uczenia się:

W1 / zna podstawowe zasady i prawa termodynamiki, ich rolę jako uogólnienia praw mechaniki klasycznej oraz zna podstawy termodynamicznego opisu zjawisk fizycznych występujących w obiektach technicznych oraz procesach i zjawiskach naturalnych prowadzących do strat / K_W02

W2 / ma uporządkowaną wiedzę w zakresie termodynamiki technicznej ze szczególnym uwzględnieniem przemian termodynamicznych, obiegów i procesów spalania oraz zna i rozumie podstawowe zagadnienia wymiany ciepła. Posiada znajomość podstawowych procesów fizycznych i chemicznych zachodzących podczas spalania i wybuchu / K_W07

Metody i kryteria oceniania:

Przedmiot zaliczany jest na podstawie: zaliczenia z oceną.

Zaliczenie wykładów jest przeprowadzane w formie pisemnej z pytaniami testowymi oraz problemowymi z możliwością włączenia dodatkowego zaliczenia ustnego, które jest przeprowadzane w przypadku niejednoznacznego wyniku części pisemnej.

Warunkiem dopuszczenia do zaliczenia wykładów jest uzyskanie pozytywnych ocen zaliczenia ćwiczeń i zajęć laboratoryjnych.Efekty W1 i W2 sprawdzane są przede wszystkim podczas testu i zaliczenia wykładów..

Zaliczenie ćwiczeń na ocenę jest przeprowadzane w formie pisemnego testu – kolokwium, sprawdzającego efekt W1 i W2, z zadaniami zamkniętymi. Przy ustalaniu oceny końcowej uwzględniane są oceny cząstkowe uzyskane w trakcie zajęć z wagą nieprzekraczającą połowy wagi oceny kolokwialnej.

Warunkiem koniecznym do uzyskania zaliczenia ćwiczeń jest uzyskanie pozytywnych ocen z kolokwium/kolokwiów oraz pozytywnych ocen z odpowiedzi na pytania kontrolne sprawdzające efekty W1 i W2 oraz oceny rozwiązań zadań rachunkowych realizowanych w trakcie zajęć.

Zaliczenie zajęć laboratoryjnych na ocenę jest przeprowadzane na podstawie średniej ocen testów sprawdzających przygotowanie do wykonania poszczególnych ćwiczeń oraz ocen pisemnych sprawozdań z wykonanych ćwiczeń.

Warunkiem koniecznym do uzyskania zaliczenia zajęć laboratoryjnych jest uzyskanie pozytywnych ocen odpowiedzi na pytania kontrolne i pozytywnych ocen pisemnych sprawozdań z wykonanego ćwiczenia.

Przy ustalaniu oceny końcowej można uwzględnić oceny zaliczenia ćwiczeń i laboratoriów z wagą nieprzekraczającą 50%:

Przedmiot nie jest oferowany w żadnym z aktualnych cykli dydaktycznych.
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Wojskowa Akademia Techniczna.
ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa 46 tel: +48 261 839 000 https://www.wojsko-polskie.pl/wat/ kontakt deklaracja dostępności mapa serwisu USOSweb 7.1.0.0-9 (2024-12-18)