Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Termodynamika środowiska
Koordynator przedmiotu:
prof. dr hab. inż. Paweł Gierycz
Status przedmiotu:
Fakultatywny dowolnego wyboru
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Inzynieria Chemiczna i Procesowa
Grupa przedmiotów:
Obieralne
Kod przedmiotu:
1070-IC000-ISP-OB28
Semestr nominalny:
4 / rok ak. 2022/2023
Liczba punktów ECTS:
2
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1. Godziny kontaktowe z nauczycielem akademickim wynikające z planu studiów 30 2. Godziny kontaktowe z nauczycielem akademickim w ramach konsultacji, egzaminów, sprawdzianów etc. 12 3. Godziny pracy samodzielnej studenta w ramach przygotowania do zajęć oraz opracowania sprawozdań, projektów, prezentacji, raportów, prac domowych etc. 10 4. Godziny pracy samodzielnej studenta w ramach przygotowania do egzaminu, sprawdzianu, zaliczenia etc. 8 Sumaryczny nakład pracy studenta 60
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
-
Język prowadzenia zajęć:
angielski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
-
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Brak wymagań wstępnych, studenci nie mogą rejestrować obrazu i dźwięku podczas zajęć.
Limit liczby studentów:
-
Cel przedmiotu:
1. Poznanie właściwości czterech podstawowych składników środowiska naturalnego, jakimi są: atmosfera ziemska, woda, ziemia i organizmy żywe 2. Poznanie wzajemnych relacji i oddziaływania pomiędzy składnikami środowiska naturalnego (atmosfera ziemska, woda, ziemia i organizmy żywe) 3. Poznanie (w oparciu o prawa termodynamiki i równowagi fazowe) zasad przenoszenia zanieczyszczeń pomiędzy poszczególnymi składnikami środowiska oraz możliwości ich modelowania (różne modele przenoszenia zanieczyszczeń).
Treści kształcenia:
Wykład 1. Wprowadzenie do problematyki termodynamiki środowiska: podstawowe definicje i informacje na temat środowiska naturalnego, jego czterech podstawowych składników (atmosfera ziemska, woda, ziemia, organizmy żywe), ekologii, historii zmian ekologicznych, przyczyn zagrożeń środowiska, zasady zrównoważonego rozwoju. 2. Prawa termodynamiki w opisie procesów zachodzących w środowisku naturalnym: I, II, III i zerowa zasada termodynamiki, metabolizm, egzergia, analiza egzegetyczna, przenoszenie energii w środowisku naturalnym. 3. Atmosfera ziemska: budowa, skład chemiczny i własności fizyko-chemiczne atmosfery ziemskiej, zanieczyszczenia atmosfery ziemskiej i związane z nimi zagrożenia globalne: efekt cieplarniany, dziura ozonowa, kwaśne deszcze. 4. Wiatr: definicje wiatru, przyczyny powstawania wiatru, moc wiatru (opis matematyczny), wpływ wiatru na klimat w skali lokalnej i globalnej. 5. Woda: budowa i własności fizyko-chemiczne wody, obieg wody w środowisku naturalnym (w tym powstawanie i rodzaje chmur). 6. Fizyka ziemi: gleba, jej budowa i właściwości, własności fizyko-chemiczne gleby, woda w glebie (napięcie powierzchniowe, parowanie wody, itp.). 7. Energia: energia nieodnawialna, odnawialna i niekonwencjonalna: węgiel, ropa naftowa, energia nuklearna, energia spadku wody, energia wiatru, energia słoneczna, energia geotermalna, energia pływów morskich, biomasa, biogaz. 8. Przenoszenie zanieczyszczeń w środowisku naturalnym: równowagi fazowe (ciecz - para, ciecz - ciecz, ciecz - ciało stałe, ciecz – para - ciało stałe), współczynnik podziału oktanol-woda, współczynniki podziału pomiędzy składniki środowiska naturalnego, bilanse masy i energii, podstawowe modele przenoszenia zanieczyszczeń w środowisku naturalnym. 9. Modelownie przenoszenia zanieczyszczeń w środowisku naturalnym: przykłady zastosowania różnych modeli przenoszenia zanieczyszczeń do obliczeń rzeczywistych problemów związanych z zanieczyszczeniem środowiska naturalnego.
Metody oceny:
1. sprawdzian pisemny 2. kolokwium
Egzamin:
nie
Literatura:
1. R.P. Schwarzenbach, „Environmental organic chemistry”, John Wiley & Sons, New Jersey, 2003. 2. S.E. Manahan, „Environmental Chemistry”, CRC Press, New York, 2005. 3. H.F. Hemond, E.J. Fechner-Levy, „Chemical Fate and Transport in the Environment”, Academic Press, New York, 2000. 4. D. Mackay, „Multimedia Environmental Models. The Fugacity Approach.”, Taylor & Francis, New York, 2001. 5. R.S. Boethling, D. Mackay, „Handbook of Property Estimation Methods for Chemicals: Environmental and Health Sciences”, Lewis Publishers, Boca Raton, 2000. 6. K.T. Valsaraj, “Elements of Environmental Engineering: Thermodynamics and kinetics”, CRC Press, New York, 2000.
Witryna www przedmiotu:
-
Uwagi:
Przedmiot jest realizowany w formie wykładu (15 wykładów po 2 godz.), na którym obecność nie jest obowiązkowa. Przy czym pierwsza część wykładów (8 wykładów) dotyczy zagadnień teoretycznych, a druga część wykładów (7 wykładów) zagadnień praktycznych. W szczególnych przypadkach, zgodnie z zarządzeniem J.M. Rektora PW, wykłady mogą być prowadzone w sposób „zdalny” (na platformach rekomendowanych przez PW, np. MS Teams). Po pierwszej części wykładów (zagadnienia teoretyczne) odbywa się w test pisemny (test wielokrotnego wyboru), składający się z 20 pytań. Za poprawną odpowiedź na każde pytanie otrzymuje się 1 punkt. Za brak poprawnej odpowiedzi otrzymuje się 0 punktów (nie ma punktów ułamkowych). Podczas testu nie można korzystać z żadnych pomocy tzn. kalkulatorów, notatek i innych materiałów dydaktycznych. Zaliczenie drugiej części wykładów (część praktyczna) odbywa się poprzez pisemne rozwiązanie dwóch problemów praktycznych, za które można otrzymać 20 punktów (10 punktów za poprawne rozwiązanie każdego z dwóch zadań praktycznych). W tej części można korzystać z pomocy kalkulatorów. Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest uzyskanie pozytywnej oceny z obydwu części sprawdzianów. Ocenę końcową z przedmiotu Environmental Thermodynamics ustala się na podstawie średniej arytmetycznej oceny otrzymanej z testu i sprawdzianu z części praktycznej. Zarówno oceny z testu jak i sprawdzianu dotyczącego części praktycznej są następujące: 5.0 – liczba punktów: 19 - 20; 4.5 – liczba punktów: 17 - 18; 4.0 – liczba punktów: 15 - 16; 3.5 – liczba punktów: 13 - 14; 3.0 – liczba punktów: 11 – 12; brak zaliczenia: < 11 punktów. W przypadku nieuzyskania zaliczenia przedmiotu konieczne jest jego powtórzenie w kolejnym cyklu realizacji zajęć.

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W1
Ma ugruntowaną wiedzę przydatną do sporządzania bilansów termodynamicznych (masy i energii) dotyczących propagacji zanieczyszczeń w środowisku naturalnym.
Weryfikacja: sprawdzian pisemny, kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K1_W05
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o, III.P6S_WG
Charakterystyka W2
Ma ugruntowaną wiedzę niezbędną do analizy procesów zachodzących w środowisku naturalnym, czyli do sporządzania odpowiednich bilansów materiałowych i energetycznych uwzględniających wszystkie składniki środowiska (atmosfera ziemska, woda, ziemia, organizmy żywe).
Weryfikacja: sprawdzian pisemny, kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K1_W07
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o, III.P6S_WG
Charakterystyka W3
Ma wiedzę o trendach rozwojowych i najistotniejszych osiągnięciach z zakresu zastosowań inżynierii chemicznej i procesowej w technologiach przetwarzania energii uzyskiwanej z odnawialnych i niekonwencjonalnych źródeł (energia spadku wody, energia wiatru, energia słoneczna, energia geotermalna, energia pływów morskich, biomasa, biogaz, energia nuklearna).
Weryfikacja: sprawdzian pisemny
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K1_W12
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o, III.P6S_WG

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U1
Potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych oraz innych źródeł w celu wykonania projektu dotyczącego przenoszenia zanieczyszczeń pomiędzy różnymi składnikami środowiska naturalnego.
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K1_U01
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UK, P6U_U, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o
Charakterystyka U2
Potrafi wykonać projekt dotyczący przenoszenia zanieczyszczeń pomiędzy różnymi (atmosfera ziemska, woda, ziemia, organizmy żywe) składnikami środowiska naturalnego (w skali lokalnej lub globalnej).
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K1_U06
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o
Charakterystyka U3
Potrafi, w oparciu o nabytą wiedzą dotyczącą środowiska naturalnego i przenoszenia zanieczyszczeń, stosować nowoczesna inżynierię chemiczna i procesowa do projektowania pro-ekologicznych procesów przemysłowych.
Weryfikacja: sprawdzian pisemny
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K1_U12
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka KS1
Mając szeroką wiedzę dotyczącą środowiska naturalnego oraz pojawiających się nowych zagrożeń środowiskowych rozumie potrzebę stałego dokształcania się i podnoszenia swoich kompetencji zawodowych.
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K1_K01
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_KK, P6U_K
Charakterystyka KS2
Potrafi stosować pro-ekologiczne rozwiązania w badanych zagadnieniach nowoczesnej inżynierii chemicznej i procesowej.
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K1_K05
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_KO, P6U_K