Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Termodynamika techniczna
Koordynator przedmiotu:
dr inż. / Mirosław Grabowski / adiunkt
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Mechanika i Budowa Maszyn
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
MS1A_15
Semestr nominalny:
4 / rok ak. 2013/2014
Liczba punktów ECTS:
6
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Wykłady: liczba godzin według planu studiów - 30, zapoznanie ze wskazaną literaturą - 10, przygotowanie do egzaminu - 20, razem - 60; Ćwiczenia: liczba godzin według planu studiów - 15, przygotowanie do zajęć - 15, zapoznanie ze wskazaną literaturą - 10, , przygotowanie do kolokwiów - 20, razem - 60; Laboratoria: liczba godzin według planu studiów - 15, przygotowanie do zajęć -15, zapoznanie ze wskazaną literaturą - 10, opracowanie wyników - 10, napisanie sprawozdania - 10, razem - 60; Razem - 180
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Wykłady - 30 h, Ćwiczenia - 15 h, Laboratoria - 15 h, Razem - 60 h = 2,4 ECTS
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
2
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia15h
  • Laboratorium15h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Matematyka, fizyka.
Limit liczby studentów:
Wykład: min. 15; Ćwiczenia: 20 - 30; Laboratoria: 8 - 12
Cel przedmiotu:
Celem przedmiotu jest umożliwienie studentom zdobycia podstawowej wiedzy dotyczącej procesów przekazywania energii i ciepła, podstawowej wiedzy dotyczącej wpływu procesów generowania energii na śodowisko naturalne oraz metod pomiarowych stosowanych w termodynamice. Zakres tematyczny zajęć praktycznych (ćwiczenia) umożliwia zdobycie umiejętności stosowania wiedzy z zakresu termodynamiki do rozwiązywania problemów technicznych. Zakres tematyczny zajęć laboratoryjnych pozwala na zapoznanie się z metodami pomiarowymi stosowanymi w termodynamice.
Treści kształcenia:
W1 - Wprowadzenie do przedmiotu. Jednostki miar podstawowe, wtórne i pochodne. Układy termodynamiczne zamknięte i otwarte. Parametry ekstensywne i intensywne. Przemiana termodynamiczna. Praca, ciepło, dysypacja energii. Energia wewnętrzna i energia całkowita; W2 - Praca bezwzględna. I zasada termodynamiki dla układów zamkniętych. Praca techniczna. I zasada termodynamiki dla układów otwartych.Entalpia. Przemiany odwracalne i nieodwracalne; W3 - Pewnik równowagi. Zerowa zasada termodynamiki. Entropia; równanie Gibbsa i równanie definicyjne entropii. II zasada termodynamiki w sformułowaniu dla układów odosobnionych; W4 - Obiegi termodynamiczne silników oraz chłodziarek i pomp ciepła. Obiegi Carnota. Sprawności silników oraz współczynniki wydajności chłodziarek i pomp ciepła, znaczenie nieodwracalności obiegów. II zasada termodynamiki w sformułowaniu dla obiegów termodynamicznych. III zasada termodynamiki; W5 - Gazy doskonałe i ich mieszaniny. Równanie stanu gazu doskonałego. Prawo Avogadra. Stałe gazów. Ciepło właściwe gazów doskonałych i prawo Daltona. Przeliczenia udziałów objętościowych i masowych mieszaniny gazów. Entropia gazu doskonałego; W6 - Charakterystyczne przemiany gazu (izochoryczna, izotermiczna, izobaryczna, adiabatyczno-izentropowa, politropowa). Wykresy T-s oraz h-s i ich zastosowanie. Równania stanu gazów rzeczywistych. Adiabatyczne przemiany nieodwracalne (dławienie, mieszanie); W7 - Para nasycona. Para wilgotna. Punkt krytyczny. Para przegrzana. Wykresy własności par w układzie p-v, T-v, T-s oraz h-s; W8 - Przemiany charakterystyczne par. Adiabatyczne dławienie pary. Rozprężanie skroplin; W9 - Powietrze wilgotne, wykres i-x i jego zastosowanie w psychrometrii, suszarnictwie i meteorologii. Mieszanie strumieni wilgotnego powietrza. Punkt rosy i wilgotnego termometru; W10 - Przepływ czynnika ściśliwego. Parametry krytyczne przy przepływie krytycznym. Liczba Macha i prędkość dźwięku. Przepływ gazu przez dyfuzory. Dysza de Lavala; W11 - Spalanie. Wartość opałowa i ciepło spalania, metody ich określania. Zapotrzebowanie powietrza dla procesów spalania. Współczynnik nadmiaru powietrza. Objętość spalin. Przebieg procesów spalania w komorze paleniskowej kotłów oraz określenie teoretycznej i rzeczywistej temperatury spalania; W12 - Rodzaje wymiany ciepła. Przewodzenie ustalone i nieustalone. Wnikanie ciepła. Podobieństwo zjawisk, przenikanie ciepła; W13 - Promieniowanie cieplne. Złożona wymiana ciepła. Wymienniki ciepła; W14 - Maszyny cieplne i ich sprawności. Obiegi porównawcze silników cieplnych; W15 - Niekonwencjonalne źródła energii. C1 - Przeliczanie wartości wielkości fizycznych w różnych jednostkach miar; C2 - Pierwsza zasada termodynamiki. Bilanse energetyczne; C3 - Określenie stanu gazu doskonałego i mieszaniny gazów doskonałych; C4 - Przemiany charakterystyczne gazów doskonałych; C5 - Przemiany charakterystyczne pary wodnej; C6 - Przemiany powietrza wilgotnego; C7 - Zagadnienia przepływów i spalania; C8 - Wymiana ciepła; L1 - Pomiar temperatury, wilgotności i ciśnienia; L2 - Analiza spalin; L3 - Badanie przemian gazowych; L4 - Bilans cieplny kotła wodnego; L5 - Badanie jednodrogowego wymiennika ciepła; L6 - Porównanie metod określania własności termodynamicznych pary wodnej.
Metody oceny:
Ocena końcowa (zaliczeniowa) dla przedmiotu jest oceną łączną, wyznaczaną jako średnia ważona trzech pozytywnych ocen z zaliczenia części wykładowej, ćwiczeniowej i laboratoryjnej z wagami odpowiednio 0,5; 0,25; 025. Warunkiem zaliczenia części wykładowej przedmiotu jest uzyskanie pozytywnej oceny z części teoretycznej egzaminu pisemnego obejmującego sprawdzenie wiedzy z zakresu zagadnień omawianych podczas wykładów, w tym również wiedzy nabytej samodzielnie przez studenta ze wskazanej przez prowadzącego literatury i innych źródeł. Warunkiem zaliczenia części ćwiczeniowej przedmiotu jest uzyskanie odpowiedniej ilości punktów podczas trwania semestru. Punkty student może uzyskać podczas dwóch kolokwiów (w trakcie semestru) oraz po części zadaniowej egzaminu (w sesji egzaminacyjnej). Uzyskane podczas kolokwiów punkty sumowane są z punktami uzyskanymi podczas części zadaniowej egzaminu. Suma uzyskanych punktów jest kryterium, na podstawie którego student otrzymuje ocenę z części ćwiczeniowej. Punktacja obejmuje sprawdzenie wiedzy i umiejętności z zakresu problematyki zadań rozwiązywanych na zajęciach ćwiczeniowych, w tym również wiedzy nabytej samodzielnie przez studenta ze wskazanej przez prowadzącego literatury i innych źródeł. Warunkiem zaliczenia laboratorium jest uzyskanie pozytywnej ocen ze sprawdzianów wstępnych poprzedzających właściwe ćwiczenia, obejmujących wiadomości teoretyczne z instrukcji i i innych źródeł, wykonananie ćwiczeń zgodnie z instrukcją oraz wykonanie sprawozdań. Szczegółowe zasady oceny studentów, organizacji zajęć oraz zasady korzystania z materiałów pomocniczych podawane są na początku zajęć dydaktycznych.W sprawach nieuregulowanych w regulaminie przedmiotu, znajdują zastosowanie odpowiednie przepisy Regulaminu Studiów w Politechnice Warszawskiej.
Egzamin:
tak
Literatura:
1. Wiśniewski S.: Termodynamika techniczna. WNT Warszawa 1999. 2. Szargut J.: Termodynamika. PWN, Warszawa 2000. 3. Staniszewski B.: Termodynamika, PWN, Warszawa,1986. 4. Cieśliński J., Grudziński D., Jasiński W., Pudlik W.: Termodynamika, zadania i przykłady obliczeniowe, Wydawnictwo PG, Gdańsk, 2008.
Witryna www przedmiotu:
-
Uwagi:
Program studiów opracowany na podstawie programu nauczania zmodyfikowanego w ramach Zadania 38 Programu Rozwojowego Politechniki Warszawskiej.

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt W03_01
Ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę z zakresu termodynamiki, w tym wiedzę z tego zakresu niezbędną do zrozumienia fizycznych i fizyko-chemicznych zjawisk występujących podczas funkcjonowania maszyn i urządzeń mechanicznych oraz wykorzystywaną w procesach projektowania, wytwarzania i eksploatacji systemów mechanicznych.
Weryfikacja: Kolokwium (C2, C8), Egzamin (W2, W4, W11 - W15)
Powiązane efekty kierunkowe: M1A_W03_01
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W03
Efekt W03_03
Zna techniki pomiarowe dotyczące pomiarów podstawowych wielkości termodynamicznych.
Weryfikacja: Wejściówka, sprawozdanie (L1 - L6)
Powiązane efekty kierunkowe: M1A_W03_03
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W03
Efekt W04_01
Zna podstawowe metody bilansowania prostych układów cieplnych.
Weryfikacja: Kolokwium (C2), Egzamin (W2 - W4, W14)
Powiązane efekty kierunkowe: M1A_W04_01
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W04
Efekt W04_02
Ma elementarną wiedzę w zakresie zastosowania termodynamiki w energetyce. Posiada podstawową wiedzę z zatosowań wyniany ciepła w naukach inżynierskich.
Weryfikacja: Kolokwia (C1 - C8), Egzamin (W1 - W15)
Powiązane efekty kierunkowe: M1A_W04_02
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W04

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt U01_01
Potrafi pozyskiwać informacje z różnych źródeł do obliczeń energetycznych, przeprowadzać ich analizę i formułować wnioski.
Weryfikacja: Egzamin (W1 - W15)
Powiązane efekty kierunkowe: M1A_U01_01
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U01
Efekt U05_01
Ma umiejętność samodzielnego, selektywnego pozyskiwania informacji z literatury w celu rozwiązania problemów z zakresu zagadnień związanych z obliczeniami energetycznymi urządzeń.
Weryfikacja: Kolokwium (C2), Egzamin (W1 - W15)
Powiązane efekty kierunkowe: M1A_U05_01
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U05
Efekt U09_03
Potrafi zidentyfikować strumienie procesowe oraz oddziaływania energetyczne w układach termodynamicznych do potrzeb tworzenia bilansów energetycznych.
Weryfikacja: Kolokwium (C2), Egzamin (W2 - W4, W14)
Powiązane efekty kierunkowe: M1A_U09_03
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U09

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt K02_01
Ma świadomość ważności i zrozumienie pozatechnicznych aspektów i skutków produkcji energii, wpływu tej działalności na środowisko i związanej z tym odpowiedzialności za podejmowane decyzje.
Weryfikacja: Egzamin (W2 - W4, W14)
Powiązane efekty kierunkowe: M1A_K02_01
Powiązane efekty obszarowe: T1A_K02
Efekt K03_01
Potrafi pracować indywidualnie i w zespole podczas rozwiązywania zadań rachunkowych, wykonywania ćwiczeń laboratoryjnych, opracowywania sprawozdań laboratoryjnych.
Weryfikacja: Wejściówka, sprawozdanie (L1 - L6)
Powiązane efekty kierunkowe: M1A_K03_01
Powiązane efekty obszarowe: T1A_K03