- Nazwa przedmiotu:
- Termodynamika
- Koordynator przedmiotu:
- Dr hab. inż. Piotr Orliński, prof. PW
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia I stopnia
- Program:
- Mechatronika Pojazdów i Maszyn Roboczych
- Grupa przedmiotów:
- Termodynamika
- Kod przedmiotu:
- 1150-MT000-ISP-0214
- Semestr nominalny:
- 4 / rok ak. 2022/2023
- 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) Fudalej-Kostrzewa E.: Wybrane zagadnienia z termodynamiki silników spalinowych. Oficyna Wyd. Politechniki warszawskiej, Warszawa 2021.
8) Madejski J.: Termodynamika techniczna, Oficyna Wyd. Politechniki Rzeszowskiej, wyd. IV, Rzeszów 2000,
9) Nagórski Z., Sobociński R.: Wybrane zagadnienia z termodynamiki technicznej. Zbiór zadań, Wydawnictwo Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2008,
10) Pomiary cieplne - praca zbiorowa, WNT, Warszawa, 1995,
11) Pudlik W.: Termodynamika - Zadania i przykłady obliczeniowe, Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 2000,
12) Staniszewski B.: Termodynamika, PWN, Warszawa 1986,
13) Szargut J., Guzik A., Górniak H.: Programowany zbiór zadań z termodynamiki technicznej, PWN, Warszawa 1979,
14) Whaley P.B.: Basic Engineering Thermodynamics, Oxford Science Publications, Oxford 1999,
15) Wiśniewski S.: Termodynamika techniczna, WNT 1980
16) Walentynowicz J.: Termodynamika techniczna i jej zastosowania, Wyd. Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa 2009,
17) 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
- Charakterystyka 1150-MT000-ISP-0214_W01
- Potrafi identyfikować procesy termodynamiczne w technice oraz potrafi formułować równania opisujące te procesy.
Weryfikacja: wykład – egzamin, ćwiczenia – 3 kolokwia.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
KMChtr_W01, KMChtr_W03
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka 1150-MT000-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 charakterystyki kierunkowe:
KMChtr_W03, KMChtr_W10, KMchtr_W12, KMChtr_W17
Powiązane charakterystyki obszarowe:
- Charakterystyka 1150-MT000-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 charakterystyki kierunkowe:
KMChtr_W03, KMchtr_W12
Powiązane charakterystyki obszarowe:
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Charakterystyka 1150-MT000-ISP-0214_U01
- Potrafi przeprowadzić podstawowe obliczenia niezbędne do odpowiedniego doboru parametrów w procesach termodynamicznych.
Weryfikacja: wykład – egzamin, ćwiczenia – 3 kolokwia.
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
KMchtr_U03
Powiązane charakterystyki obszarowe: