- Nazwa przedmiotu:
- Termodynamika techniczna
- Koordynator przedmiotu:
- dr hab.inż./Dorota Bzowska/ adiunkt z habilitacją
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia I stopnia
- Program:
- Inżynieria Środowiska
- Grupa przedmiotów:
- Wspólne dla kierunku
- Kod przedmiotu:
- IS1A_11
- Semestr nominalny:
- 4 / rok ak. 2020/2021
- Liczba punktów ECTS:
- 4
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- Wykłady: liczba godzin według planu studiów - 30, przygotowanie do zajęć - 15 h, zapoznanie ze wskazaną literaturą - 15, przygotowanie do egzaminu - 15, razem - 75; Ćwiczenia: liczba godzin według planu studiów - 15, przygotowanie do zajęć - 5 h, przygotowanie do kolokwium - 5, razem - 25;
Razem - 100 = 4 ECTS
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- Wykłady - 30 h; Ćwiczenia - 15 h,
Razem - 45 h = 1,8 ECTS
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład30h
- Ćwiczenia15h
- Laboratorium0h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
-
- Limit liczby studentów:
- wykład min. 15 studentów; ćwiczenia 15-30 studentów
- Cel przedmiotu:
- Celem nauczania przedmiotu jest edukacja studenta w zakresie podstaw przemian energetycznych, przepływu ciepła, pomiarów podstawowych wielkości występujących w technice cieplnej. Nabycie wiedzy z zakresu techniki cieplnej i umiejętności stosowania jej do rozwiązywania problemów inżynierskich.
- Treści kształcenia:
- "W1 - Wprowadzenie do przedmiotu, jednostki miary i podstawowe definicje w termodynamice: układ termodynamiczny otwarty i zamknięty, stan układu, parametry ekstensywne i intensywne, energia, praca, ciepło. Przemiany odwracalne i nieodwracalne
W2 - Zasada zachowania energii i pierwsza zasada termodynamiki, bilans energii, praca bezwzględna, techniczna i użyteczna, obiegi termodynamiczne.
W3 - Właściwości gazów, gaz doskonały i półdoskonały, termiczne równanie stanu gazów, entropia gazu doskonałego ciał stałych i cieczy, Mieszanina gazów doskonałych i półdoskonałych. Przemiany termodynamiczne gazów doskonałych: izotermiczna, izochoryczna, izentropowa, politropowa, przemiany nieodwracalne
W4 - Druga i trzecia zasada termodynamiki, sformułowania drugiej zasada termodynamiki, prawo wzrostu entropii, statystyczna interpretacja entropii, obiegi silników cieplnych i urządzeń chłodniczych, konsekwencje drugiej zasady termodynamiki
W5 - Para wodna i gazy rzeczywiste. Cechy gazów rzeczywistych i równanie stanu gazów rzeczywistych, równanie Clausiusa-Clapeyrona. Właściwości pary wodnej nasyconej i przegrzanej, przemiany charakterystyczne pary nasyconej i przegrzanej
W6 - Powietrze wilgotne - podstawowe określenia, termiczne równanie gazu wilgotnego, entalpia i energia wewnętrzna, wykres h-X. Przemiany powietrza wilgotnego: osuszanie powietrza, mieszanie, psychrometr Augusta, proces suszenia
W7 - Spalanie paliw: charakterystyka paliw, ciepło spalania i wartość opałowa, zależności stechiometryczne przy spalaniu paliw, ilości i skład spalin, temperatura spalania
W8 - Procesy sprężania : rodzaje sprężarek, obiegi sprężania
W9 - Obiegi siłowni i silników cieplnych, silniki cieplne spalinowe, obiegi porównawcze silników spalinowych tłokowych: obiegi Otto, Diesla, obieg porównawczy silników spalinowych turbinowych (obieg Braytona), obieg porównawczy Clausiusa-Rankine'a siłowni parowej W10 – Wykorzystanie pomp ciepła w racjonalizacji użytkowania energii
W10 - Obiegi chłodziarek i pomp cieplnych: obieg chłodniczy Joula, obieg chłodniczy Lindego, pompy cieplne.
W11 - Zasady przepływu ciepła - przewodzenie ciepła, prawo Fouriera, równanie jednowymiarowego przewodnictwa cieplnego, przewodzenie w przegrodach: płaskiej, walcowej, kulistej przegrodzie
W12 - Konwekcja, istota konwekcji, współczynnik przejmowania ciepła, zastosowanie teorii podobieństwa, analiza wymiarowa, konwekcja burzliwa i swobodna przejmowanie ciepła przy wrzeniu i kondensacji
W13 - Promieniowanie cieplne, istota promieniowania, podstawowe prawa promieniowania, strumień energii wymieniany pomiędzy powierzchniami równoległymi i powierzchniami nie wklęsłą i otaczającą, radiacyjny współczynnik przejmowania ciepła, wpływ ekranu na strumień wymienianej energii, promieniowanie cieplne gazów
W14 - Przenikanie ciepła, określenie, przenikanie przez przegrodę płaską, walcową i kulistą, wpływ oporu zanieczyszczenia powierzchni, przepływ ciepła przez zamkniętą warstwę płynu, zwiększenie intensywności przenikania ciepła
W15 - Przeponowe konwekcyjne wymienniki ciepła: rodzaje wymienników, bilans cieplny, rozkład temperatury czynników, średnia różnica temperatury ""
C1 - Jednostki miary i przeliczanie wielkości fizycznych w różnych jednostkach miary
C2 - Pierwsza zasada termodynamiki dla układu zamkniętego i otwartego
C3 - Bilanse energetyczne
C4 - Druga zasada termodynamiki
C5 - Stan gazu doskonałego , mieszanina gazów
C6 - Przemiany termodynamiczne gazów doskonałych
C7 - Obiegi termodynamiczne silników cieplnych
C8 - Sprawdzian
C9 - Obiegi termodynamiczne siłowni cieplnych
C10 - Przemiany termodynamiczne pary wodnej
C11 - Obiegi termodynamiczne siłowni cieplnych
C12 - Powietrze wilgotne - przemiany powietrza wilgotnego
C13 - Przepływ ciepła - przewodzenie, konwekcja
C14 - Przepływ ciepła - promieniowanie cieplne, przenikanie ciepła
C15- Sprawdzian
- Metody oceny:
- Zaliczenie przedmiotu odbywa się na podstawie pozytywnej, końcowej oceny łącznej z przedmiotu. Łączna ocena końcowa z przedmiotu stanowi średnią ważoną: egzamin 50%, ćwiczenia 25%, laboratorium 25%. Zaliczenie zajęć wykładowych odbywa się na podstawie pozytywnej oceny z części teoretycznej egzaminu. Zaliczenie ćwiczeń audytoryjnych uzyskuje się na podstawie pozytywnych ocen ze sprawdzianów w trakcie trwania semestru. W przypadku gdy student nie uzyska pozytywnych ocen w trakcie trwania semestru, zaliczenie ćwiczeń może nastąpić po uzyskaniu pozytywnej oceny z części zadaniowej egzaminu. Przy wystawianiu ocen stosowana jest skala ocen przyporządkowana do określonej procentowo przyswojonej wiedzy: 5,0 - 91%-100%, 4,5- 80%-91%, 4-71%-80%, 3,5-61%-70%, 3-51%-60%, 2- 0% - 50%. Obecność na ćwiczeniach audytoryjnych jest obowiązkowa. W uzasadnionych sytuacjach dopuszcza się nieobecność na maksymalnie dwóch zajęciach przy czym wymagane jest usprawiedliwienie nieobecności.
- Egzamin:
- tak
- Literatura:
- 1. Górzyński J.: Termodynamika. Wykłady i zadania z rozwiązaniami. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2013; 2. Wiśniewski S.: Termodynamik techniczna. WNT, Warszawa 1999; 3. Szargut J. Termodynamika. PWN, Warszawa 1998; 4. Staniszewski B.: Termodynamika. PWN, warszawa 1986
- Witryna www przedmiotu:
- brak
- Uwagi:
- Program studiów dostosowany do potrzeb społeczno-gospodarczych w ramach zadania 8 projektu NERW PW.
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Charakterystyka W03_01
- Ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną z zakresu techniki cieplnej obejmującą zagadnienia z obszaru inżynierii środowiska umożliwiającą rozumienie procesów cieplnych i przepływu ciepła
Weryfikacja: Egzamin (W1-W15)
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
I1A_W03_01
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_W
- Charakterystyka W03_02
- Ma wiedzę w zakresie podstaw termodynamiki technicznej umożliwiającą rozwiązywanie prostych zadań z zakresu inżynierii środowiska
Weryfikacja: Egzamin (W1-W15)
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
I1A_W03_02
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_W
- Charakterystyka W07_01
- Zna podstawowe metody wykonywania bilansu energii w zakresie inżynierii środowiska z zastosowaniem zasad techniki cieplnej. Ma umiejętność korzystania z tablic i wykresów w celu ustalenia wartości dla poszukiwanych wielkości termodynamicznych
Weryfikacja: Egzamin (W2), zaliczenie (C3)
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
I1A_W07_01
Powiązane charakterystyki obszarowe:
I.P6S_WG.o
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Charakterystyka U01_01
- Potrafi pozyskiwać informacje z różnych źródeł do wykonywania obliczeń strumieni masy i energii w procesach cieplnych. Potrafi prowadzić analizę uzyskanych wyników i formułować wnioski.
Weryfikacja: Kolokwium (C1-C15)
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
I1A_U01_01
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_U