Nazwa przedmiotu:
Termodynamika
Koordynator przedmiotu:
Dr hab. inż. Piotr Orliński, prof PW
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Mechanika Pojazdów i Maszyn Roboczych
Grupa przedmiotów:
Termodynamika
Kod przedmiotu:
1150-MB000-ISP-0214
Semestr nominalny:
4 / rok ak. 2020/2021
Liczba punktów ECTS:
3
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1) Liczba godzin kontaktowych - 55., w tym: a) wykład -30 godz.; b) ćwiczenia -15 godz.; c) konsultacje - 1. godz.; d) egzamin - 9. godz.; 2) Praca własna studenta – 30 godzin, w tym: a) 10 godz. – bieżące przygotowywanie się do ćwiczeń i wykładów (analiza literatury), b) 5 godz. – realizacja zadań domowych, c) 10 godz. - przygotowywanie się do 3 kolokwiów, d) 5 godz. – przygotowywanie się do egzaminu. 3) RAZEM – 85.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
2,2 punktu ECTS – liczba godzin kontaktowych - 55, w tym: a) wykład -30 godz.; b) ćwiczenia -15 godz.; c) konsultacje - 1. godz.; d) egzamin - 9. godz.;
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:
Posiadanie wiedzy dotyczącej podstawowych wiadomości z zakresu fizyki i chemii ze szkoły średniej.
Limit liczby studentów:
zgodnie z zarządzeniem Rektora PW
Cel przedmiotu:
Poznanie problemów technicznych w oparciu o prawa termodynamiki. Umiejętność zastosowania termodynamiki do opisu zjawisk fizycznych oraz modelowania matematycznego wymiany ciepła w procesach technologicznych. Świadomość wymagań i ograniczeń w działaniach inżynierskich.
Treści kształcenia:
Wykład: Termodynamika jako dyscyplina naukowa. Podstawowe pojęcia i definicje: energia, entropia, układ termodynamiczny, parametry termodynamiczne, pojęcie stanu układu i równowagi termodynamicznej. Jednostki wielkości stosowanych w termodynamice, zerowa zasada termodynamiki. Postacie energii, energia wewnętrzna jako sumaryczny efekt ruchu i oddziaływań cząstek. Podstawowy pewnik termodynamiki. Praca i ciepło jako sposoby transportu energii między układami. I zasada termodynamiki dla układów zamkniętych. Ciepło właściwe, entalpia, równanie stanu gazu doskonałego, przemiany charakterystyczne. Mieszaniny gazów doskonałych i prawo Daltona. Gazy rzeczywiste, równania stanu p-v-T dla gazów rzeczywistych, równanie van der Waalsa. I zasada termodynamiki dla układów otwartych, Pojęcie entropii, własności entropii, przemiany odwracalne i nieodwracalne, entropia jako funkcja stanu, II zasada termodynamiki, termodynamiczna definicja temperatury. Przykłady termodynamicznych obiegów silnikowych. Sprawności obiegów silnikowych. Sprężarki tłokowe. Niekonwencjonalne źródła energii. Podstawowe wiadomości o wymianie ciepła, mechanizmy wymiany ciepła przewodzenie, konwekcja, promieniowanie, złożona wymiana ciepła (przenikanie), liczby podobieństwa, sposoby wyznaczania współczynnika przejmowania ciepła. Podstawowe wiadomości o procesie spalania. Ćwiczenia audytoryjne: Prawa gazów doskonałych. Mieszaniny gazów doskonałych, Ciepło właściwe gazów. I zasada termodynamiki, Przemiany charakterystyczne. Przemiany politropowe. Obieg Carnota, Obieg Otto, Obieg Diesla. Obieg Sabathe’go, Obiegi niecharakterystyczne. Porównanie obiegów teoretycznych. Wykres indykatorowy.
Metody oceny:
3 kolokwia (ćwiczenia), egzamin (wykład).
Egzamin:
tak
Literatura:
1) Ambrozik A. (red.): Laboratorium z termodynamiki i dynamiki przepływów, Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce 1995, 2) Ambrozik A.: Wybrane zagadnienia procesów cieplnych w tłokowych silnikach spalinowych. Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce 2003, 3) Banaszek J. i in.: Termodynamika. Przykłady i zadania, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1998, 4) Cengel Y.A., Boles M.A.: Thermodynamics - an Engineering Approach, McGraw-Hill, 1989, 5) Dowkontt J.: Teoria silników cieplnych, WKiŁ 1973, 6) Fodemski T. (red.): Zbiór zadań z termodynamiki, Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, wyd. II, Łódź 1998, 7) Madejski J.: Termodynamika techniczna, Oficyna Wyd. Politechniki Rzeszowskiej, wyd. IV, Rzeszów 2000, 8) Nagórski Z., Sobociński R.: Wybrane zagadnienia z termodynamiki technicznej. Zbiór zadań, Wydawnictwo Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2008, 9) Pomiary cieplne - praca zbiorowa, WNT, Warszawa, 1995, 10) Pudlik W.: Termodynamika - Zadania i przykłady obliczeniowe, Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 2000, 11) Staniszewski B.: Termodynamika, PWN, Warszawa 1986, 12) Szargut J., Guzik A., Górniak H.: Programowany zbiór zadań z termodynamiki technicznej, PWN, Warszawa 1979, 13) Whaley P.B.: Basic Engineering Thermodynamics, Oxford Science Publications, Oxford 1999, 14) Wiśniewski S.: Termodynamika techniczna, WNT 1980 15) Walentynowicz J.: Termodynamika techniczna i jej zastosowania, Wyd. Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa 2009, 16) Wrzesiński Z.: Termodynamika, Oficyna Wyd. Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2002.
Witryna www przedmiotu:
http://www.simr.pw.edu.pl/ip/Instytut-Pojazdow/Dydaktyka/Dla-studentow/Przedmioty/Termodynamika
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt 1150-00000-ISP-0214_W01
Potrafi identyfikować procesy termodynamiczne w technice oraz potrafi formułować równania opisujące te procesy.
Weryfikacja: wykład – egzamin, ćwiczenia – 3 kolokwia.
Powiązane efekty kierunkowe: KMiBM_W01, KMiBM_W03
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W01, T1A_W03, T1A_W04
Efekt 1150-MB000-ISP-0214_W02
Ma wiedzę teoretyczną dotyczącą własności gazów i ich mieszanin i związanych z tym zależności matematycznych. Zna podstawowe zasady termodynamiki umożliwiające bilansowanie energetyczne procesów cieplnych. Ma wiedzę teoretyczną o podstawowych przemianach gazowych i obiegach silników cieplnych oraz zna charakteryzujące je wykresy (pracy p-v i ciepła T-s). Posiada wiedzę o procesach wywiązywania się ciepła przez spalanie oraz wymiany ciepła (przez przewodzenie, konwekcję i promieniowanie). Ma wiedzę teoretyczną o działaniu sprężarek tłokowych i oraz charakteryzujące je wykresy p-v.
Weryfikacja: wykład – egzamin, ćwiczenia – 3 kolokwia.
Powiązane efekty kierunkowe: KMiBM_W12, KMiBM_W17, KMiBM_W18, KMiBM_W20
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W03, T1A_W04, T1A_W05, T1A_W02, T1A_W03, T1A_W06, InzA_W02, InzA_W05, T1A_W02, T1A_W03, T1A_W07, T1A_W02, T1A_W03, T1A_W08
Efekt 1150-MB000-ISP-0214_W03
Zna obieg rzeczywisty i procesy pracy tłokowego silnika spalinowego. Ma wiedzę o podstawowych wskaźnikach jego pracy.
Weryfikacja: wykład – egzamin, ćwiczenia – 3 kolokwia.
Powiązane efekty kierunkowe: KMiBM_W12
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W03, T1A_W04, T1A_W05

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt 1150-MB000-ISP-0214_U01
Potrafi przeprowadzić podstawowe obliczenia niezbędne do odpowiedniego doboru parametrów w procesach termodynamicznych.
Weryfikacja: wykład – egzamin, ćwiczenia – 3 kolokwia.
Powiązane efekty kierunkowe: KMiBM_U19
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U01, T2A_U02, T2A_U07, InzA_U05