Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Termodynamika I
Koordynator przedmiotu:
Dr hab. inż. Maciej Jaworski, dr hab. inż. Tomasz Wiśniewski, prof. PW.
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Energetyka
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
ML.NW116
Semestr nominalny:
2 / rok ak. 2022/2023
Liczba punktów ECTS:
5
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
1) Liczba godzin kontaktowych: 63, w tym: a) udział w wykładach - 30 godz. b) udział w ćwiczeniach rachunkowych - 30 godz. c) konsultacje - 3 godz. 2) Praca własna studenta - 65 godz: a) przygotowanie do ćwiczeń - 25 godz. b) przygotowanie do kolokwiów (4 kol.) - 20 godz. c) przygotowanie do egzaminu - 20 godz. Razem: 128 godz.
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
2, 5 punktu ECTS - liczba godzin kontaktowych: 63, w tym: a) udział w wykładach - 30 godz. b) udział w ćwiczeniach rachunkowych - 30 godz. c) konsultacje - 3 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
  • Ćwiczenia30h
  • Laboratorium0h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Matematyka i fizyka na poziomie matury rozszerzonej; rachunek różniczkowy i całkowy na poziomie podstawowym (zakres Analizy I).
Limit liczby studentów:
Cel przedmiotu:
Przekazanie wiedzy na temat: przemian fizycznych towarzyszących procesom konwersji energii, właściwości substancji istotnych z punktu widzenia analizy procesów transportu energii. Podanie i omówienie związków matematycznych pozwalających na wyznaczanie parametrów stanu substancji, obliczanie energii wewnętrznej układów, pracy i ciepła przemian termodynamicznych, bilansowanie układów termodynamicznych. Nauczenie sposobu korzystania z w/w związków matematycznych w analizie ilościowej i jakościowej (II zasada termodynamiki) procesów konwersji energii. Przekazanie wiedzy na temat podstaw teoretycznych działania wybranych maszyn cieplnych .
Treści kształcenia:
Treści merytoryczne przedmiotu: Wykład: • I zasada termodynamiki. Energia wewnętrzna. Praca i ciepło jako sposoby transportu energii pomiędzy układami. Bilans energetyczny układu zamkniętego. Wymiana energii w układach otwartych. • Entropia jako miara nieodwracalności procesów. Obiegi termodynamiczne. Sprawność obiegów silnikowych i współczynnik wydajności obiegów chłodniczych. II zasada termodynamiki – różne sformułowania. Charakterystyczne przemiany nieodwracalne. • Gaz doskonały – własności i prawa gazów doskonałych. Charakterystyczne przemiany: izochoryczne, izobaryczne, izotermiczne, adiabatyczne. Przemiany politropowe. Modelowe obiegi gazowe. Mieszaniny gazowe – właściwości i charakterystyczne parametry. • Powietrze (gazy) wilgotne: parametry i przemiany. • Właściwości par, charakterystyczne przemiany, obiegi parowe: silnikowe i chłodnicze. • Gazy rzeczywiste – równania stanu, charakterystyczne równania. Relacje Maxwella. Dławienie gazu rzeczywistego. • Paliwa. Podstawowe składniki paliw, reakcje spalania. Straty związane z procesem spalania. Własności spalin. Ćwiczenia: • Bilans cieplny prostych układów fizycznych (na gruncie I zasady termodynamiki). Obliczenia energii wewnętrznej układów oraz ciepła i pracy przemian termodynamicznych. • Analiza efektywności konwersji energii na gruncie II zasady termodynamiki. • Obliczenia ciepła i pracy podstawowych przemian termodynamicznych, ocena efektywności modelowych obiegów gazowych (silnikowych i chłodniczych). • Wyznaczanie parametrów pary jako czynnika roboczego, analiza obiegów parowych. • Wyznaczanie parametrów gazów wilgotnych oraz analiza przemian termodynamicznych takich czynników.
Metody oceny:
Warunki zaliczenia przedmiotu: Uzyskanie min. 50 punktów z kolokwiów, egzaminu zadaniowego oraz egzaminu teoretycznego, w tym: minimum 10 punktów z egzaminu teoretycznego. Szczegóły punktacji: ­ Cztery kolokwia po 10 punktów – max 40 punktów. Osoba, która uzyska min. 30 punktów z kolokwiów może być zwolniona z egzaminu zadaniowego, wtedy do końcowej klasyfikacji uzyskane punkty mnoży się przez 2. ­ Egzamin zadaniowy – cztery zadania po 10 punktów (max 40 punktów), ­ Egzamin teoretyczny – 10 pytań po 2 punkty (max 20 punktów).
Egzamin:
tak
Literatura:
Zalecana literatura: ­ 1) Wiśniewski S.: Termodynamika techniczna. Wyd. WNT. ­ 2) Staniszewski B.: Termodynamika. Podstawy teoretyczne. Wyd. PWN. ­ 3) Banaszek J., Bzowski J., Domański R., Sado J.: Termodynamika. Zadania i przykłady. OWPW. Dodatkowe: ­ 1) Materiały z wykładów publikowane na stronach internetowych Wydziału, 2) ­ Domański R., Jaworski M., Rebow M., Kołtyś J.: Wybrane zagadnienia termodynamiki w ujęciu komputerowym. PWN, 2000. ­ Cengel Y.A.: Thermodynamics, an engineering approach. (Książka dostępna w bibliotekach: wydziałowej, instytutowej ITC i głównej PW)
Witryna www przedmiotu:
www.itc.pw.edu.pl
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka ML.NW116_W01
Zna podstawowe parametry fizyczne opisujące stan termodynamiczny układów, jak również właściwości termofizyczne substancji istotne z punktu widzenia efektów energetycznych przemian termodynamicznych.
Weryfikacja: Egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: E1_W05
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NW116_W02
Rozumie ograniczenia sprawności konwersji energii w maszynach cieplnych wynikające z II zasady termodynamiki. Zna pojęcie entropii.
Weryfikacja: Kolokwium 2, egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: E1_W02
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NW116_W02
Rozumie ograniczenia sprawności konwersji energii w maszynach cieplnych wynikające z II zasady termodynamiki. Zna pojęcie entropii.
Weryfikacja: Kolokwium 2, egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: E1_W05
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NW116_W03
Zna modele teoretyczne (przemiany termodynamiczne) gazowych silników cieplnych.
Weryfikacja: Egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: E1_W05
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NW116_W04
Ma podstawową wiedzę na temat właściwości fizycznych oraz równania stanu dla gazów rzeczywistych. Potrafi podać różnice między gazem doskonałym i rzeczywistym.
Weryfikacja: Egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: E1_W05
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NW116_W05
Ma podstawową wiedzę dotyczącą zasad działania urządzeń chłodniczych (w ujęciu termodynamicznym).
Weryfikacja: Egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: E1_W05
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NW116_W05
Ma podstawową wiedzę dotyczącą zasad działania urządzeń chłodniczych (w ujęciu termodynamicznym).
Weryfikacja: Egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: E1_W12
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NW116_W06
Ma wiedzę na temat funkcjonowania siłowni parowych, w tym rozumie podstawy teoretyczne działań mających na celu podwyższenie sprawności obiegów parowych.
Weryfikacja: Egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: E1_W05
Powiązane charakterystyki obszarowe:

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka ML.NW116_U01
Potrafi wykonać obliczenia bilansowe prostego układu/systemu energetycznego.
Weryfikacja: Kolokwium 1, egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: E1_U22
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NW116_U02
Potrafi ocenić sprawność konwersji energii w urządzeniach cieplnych na gruncie II zasady termodynamiki.
Weryfikacja: Kolokwium 2, egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: E1_U22
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NW116_U03
Potrafi wyznaczyć ciepło i pracę przemian odwracalnych gazu doskonałego.
Weryfikacja: Kolokwium 3, egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: E1_U22
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NW116_U04
Potrafi wyznaczyć teoretyczną sprawność obiegu gazowego składającego się z przemian odwracalnych.
Weryfikacja: Kolokwium 3, egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: E1_U18
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Charakterystyka ML.NW116_U05
Potrafi wyznaczyć parametry termofizyczne pary wodnej oraz pracę i ciepło przemian termodynamicznych pary wodnej.
Weryfikacja: Kolokwium 4, egzamin.
Powiązane charakterystyki kierunkowe: E1_U23
Powiązane charakterystyki obszarowe: