Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
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:
IN1A_11
Semestr nominalny:
4 / rok ak. 2023/2024
Liczba punktów ECTS:
4
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Wykłady: liczba godzin według planu studiów - 20, przygotowanie do zajęć - 15 h, zapoznanie ze wskazaną literaturą - 20, przygotowanie do egzaminu - 20, razem - 75; Ćwiczenia: liczba godzin według planu studiów - 10, przygotowanie do zajęć - 6 h, przygotowanie do kolokwium - 9, razem - 25; Razem - 100 h = 4 ECTS
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
Wykłady - 20 h; Ćwiczenia - 10 h; Razem - 30 h = 1,2 ECTS
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład300h
  • Ćwiczenia150h
  • 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, a także 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. Procesy sprężania, rodzaje sprężarek, obiegi sprężania W8 - Obiegi siłowni i silników cieplnych, silniki cieplne spalinowe, obiegi porównanwcze silników spalinowych tłokowych: obiegi Otto, Diesla, obieg porównawczy silinków spalinowych turbinowych (obieg Braytona), obieg porównawczy Clausiusa-Rankine'a siłowni parowej . Wykorzystanie pomp cieopła w racjonalizacji użytkowania energii Obiegi chłodziarek i pomp cieplnych: obieg chłodniczy Joula, obieg chłodniczy Lindego, pompycieplne. W9 - Zasady przepływu ciepła - przewodzenie ciepła, prawo Fouriera, równanie jednowymiarowego przewodnictwa cieplnego, przewodzenie w przegrodach: płaskiej, walcowej, kulistej przegrodzie Konwekcja, istota konwekcji, współczynnik przejmowania ciepła, zastosowanie teorii podobieństwa, analiza wymiarowa, konwekcja burzliwa i swobodna przejmowanie ciepła przy wrzeniu i kondensacji 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 W10 - Przenikanie ciepła, określenie, przenikanie przez przegrodę płaską, walcową i kulistą, wpływ oporu zanieczyszczenia powierzchni, przepływ ciepła przez zamkniętą warstwę płynu, zwiększanie intensywności przenikania ciepła 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 Przemiany termodynamiczne gazów doskonałych Obiegi termodynamiczne silników cieplnych Obiegi termodynamiczne siłowni cieplnych C7 - Przemiany termodynamiczne pary wodnej Obiegi termodynamiczne siłowni cieplnych C8 - Powietrze wilgotne - przemiany powietrza wilgotnego C9 - Przepływ ciepła - przewodzenie, konwekcja Przepływ ciepła - promieniowanie cieplne, przenikanie ciepła C10 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:
brak

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-W10)
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-W10)
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-C10), zaliczenie
Powiązane charakterystyki kierunkowe: I1A_U01_01
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U