Termodynamika i transport ciepła - IV sem.
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | WMTSXCSI-TiTC4 |
Kod Erasmus / ISCED: | (brak danych) / (brak danych) |
Nazwa przedmiotu: | Termodynamika i transport ciepła - IV 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)
|
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 czwarty / 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 |
Literatura: |
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. Pomiary temperatury termometrami termoelektrycznymi. Wyznaczenie czasu charakterystycznego czujnika / 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 |
Efekty uczenia się: |
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 |
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%: |
Właścicielem praw autorskich jest Wojskowa Akademia Techniczna.