- Nazwa przedmiotu:
- Termodynamika III
- Koordynator przedmiotu:
- prof. dr hab. inż. Jerzy Banaszek
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia I stopnia
- Program:
- Energetyka
- Grupa przedmiotów:
- Obowiązkowe
- Kod przedmiotu:
- NK413
- Semestr nominalny:
- 3 / rok ak. 2011/2012
- Liczba punktów ECTS:
- 3
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- Liczba godzin szacowana na 60.
Celem pracy własnej studenta jest nabycie umiejętności poprzez rozwiązywanie zadań problemowych z zakresu treści przedmiotu.
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- Liczba godzin ECTS=1.
Udział studenta w wykładach i ćwiczeniach tablicowych.
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład15h
- Ćwiczenia15h
- Laboratorium0h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Podstawy termodynamiki: NW116 Termodynamika 1
- Limit liczby studentów:
- 150
- Cel przedmiotu:
- Student nabywa umiejętności wykorzytania zasad termodynamiki w opisach procesów dyssypacji energii oraz zjawisk zachodzących w układach wieloskładnikowych i wielofazowych, w tym w gazach wilgotnych, w przemianach fazowych w układach jednoskładnikowych i roztworach cieczowo-gazowych oraz w wieloskładnikowych układach z reakcjami chemicznymi.
- Treści kształcenia:
- Wykład (15h):
1. Podstawy wykorzystania zasad termodynamiki w ocenie jakości procesów energetycznych (praca maksymalna, strata pracy, egzeria, sprawność egzergetyczna).
2. Gaz wilgotny jako czynnik termodynamiczny: parametry opisujące, możliwe stany gazu, przemiany gazu wilgotnego.
3. Przemiany fazowe w układach jednoskładnikowych. Warunki równowagi termodynamicznej, entalpia swobodna, prawo Clapeyrona (Clasiusa Clapeyrona). Wykres fazowy układu jednoskładnikowego.
4. Termodynamika układów wieloskładnikowych i wielofazowych: parametry określające stan układu, warunki równowagi termodynamicznej, Reguła Faz Gibbsa, mieszaniny doskonałe i rzeczywiste, parowanie ciekłych roztworów dwu-składnikowych – prawo Raoulta i Daltona, roztwory rzeczywiste, podwyższenie temperatury wrzenia i obniżenie temperatury topnienia roztworu – II Prawo Raoulta, stałe ebulioskopowa i krioskopowa.
5. Elementy Termodynamiki chemicznej: zasady zachowania masy i energii, efekt cieplny reakcji chemicznej, warunki równowagi i kierunek przebiegu reakcji, praca maksymalna i stała szybkości reakcji. Trzecia Zasada Termodynamiki.
Ćwiczenia (15h):
1. Obliczenia strat pracy (mocy) w wybranych procesach nieodwracalnych w elementach maszyn cieplnych (rurach, zaworach, komorach spalania, silnikach spalinowych i turbo-odrzutowych, chłodziarkach, pompach ciepła, etc.);
2. Obliczenia parametrów stanów gazów wilgotnych (w tym w szczególności powietrza wilgotnego) oraz ich zmian w izobarycznych przemianach ogrzewania/ochładzania, mieszania strumieni gazów, nawilżania i osuszania.
3. Obliczenia zmian efektu ciepła przemiany fazowej oraz parametrów układu jednoskładnikowego przy zmianach ciśnienia lub temperatury.
4. Obliczenia parametrów stanu układu wielofazowego. Analiza ilościowa procesów odparowania i skraplania dwuskładnikowego roztworu ciecz- gaz oraz zmian temperatur wrzenia i skraplania roztworu powstałego z rozpuszczenia fazy stałej w cieczy.
5. Obliczenia efektów cieplnych reakcji chemicznych, warunków równowagi termodynamicznej, wyznaczanie kierunku reakcji, obliczenia ciśnieniowej stałej równowagi, składu równowagowego i początkowego reagentów.
- Metody oceny:
- Dwa sprawdziany (rozwiązywanie zadań) w trakcie semestru i egzamin końcowy. Egzamin składa się z części teoretycznej dla wszystkich słuchaczy oraz zadaniowej dla tych, którzy poprawiają kolokwia. Każde kolokwium oraz część teoretyczna egzaminu muszą być zaliczone, a ocena końcowa jest średnią arytmetyczną ocen ze wszystkich trzech części.
- Egzamin:
- tak
- Literatura:
- 1. J. Banaszek, J. Bzowski, R. Domański, J. Sado, „Termodynamika, Przykłady i Zadania”, wydanie II, Oficyna Wydawnicza PW, 2007.
2. J. Sado, „Wybrane zagadnienia z termodynamiki”, Wydawnictwa Politechniki Warszawskiej, 1997.
3. J. Szargut, „Termodynamika techniczna”, wydanie 6, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, 2011.
4. S. Wiśniewski, „Termodynamika Techniczna”,WNT ,2005.
5. Y.A. Cegel, M. A. Boles “Thermodynamics. An Engineering Approach”, Six Edition, Mc Graw Hill, 2008.
- Witryna www przedmiotu:
- www.meil.pw.edu.pl
- Uwagi:
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Efekt EW1
- Zna metody ilościowej oceny strat energetycznych w procesach przenoszenia energii przez ciepło, pracę i przepływ masy.
Weryfikacja: kolokwium 1, egzamin część zadaniowa i teoretyczna
Powiązane efekty kierunkowe:
E1_W05, E1_W10, E1_W11, E1_W13
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_W02, T1A_W03, T1A_W07, T1A_W03, T1A_W03, T1A_W04, T1A_W07, T1A_W03, T1A_W07
- Efekt EW2
- Posiada wiedzę o termodynamicznych stanach gazów wilgotnych, w tym w szczególności o przemianach powietrza wilgotnego, na której opiera się analizy analiza układów klimatyzacyjnych, suszarniczych i innych.
Weryfikacja: kolokwium 1, egzamin część zadaniowa i teoretyczna
Powiązane efekty kierunkowe:
E1_W05, E1_W11, E1_W20
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_W02, T1A_W03, T1A_W07, T1A_W03, T1A_W04, T1A_W07, T1A_W04
- Efekt EW3
- Zna metody termodynamicznej analizy przemian fazowych i warunków równowagi w układach jedno- i wieloskładnikowych.
Weryfikacja: kolokwium 1, egzamin część zadaniowa i teoretyczna
Powiązane efekty kierunkowe:
E1_W05
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_W02, T1A_W03, T1A_W07
- Efekt EW4
- Zna podstawy termodynamiki chemicznej
Weryfikacja: kolokwium 1, egzamin część zadaniowa i teoretyczna
Powiązane efekty kierunkowe:
E1_W05, E1_W11, E1_W13
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_W02, T1A_W03, T1A_W07, T1A_W03, T1A_W04, T1A_W07, T1A_W03, T1A_W07
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Efekt EU1
- Potrafi zastosować zasady termodynamiki w analizie strat energetycznych w procesach nieodwracalnych
Weryfikacja: kolokwium 1, egzamin - część zadaniowa
Powiązane efekty kierunkowe:
E1_U05, E1_U22, E1_U23
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_U05, T1A_U09, T1A_U14, T1A_U09, T1A_U14
- Efekt EU2
- Potrafi stosować zasady termodynamiki w określaniu parametrów stanów gazów wilgotnych (w tym w szczególności powietrza wilgotnego) oraz ich zmian w izobarycznych przemianach ogrzewania/ochładzania, mieszania strumieni gazów, nawilżania i osuszania.
Weryfikacja: kolokwium 1, egzamin - część zadaniowa
Powiązane efekty kierunkowe:
E1_U05, E1_U22, E1_U23
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_U05, T1A_U09, T1A_U14, T1A_U09, T1A_U14
- Efekt EU3
- Potrafi obliczać zmiany parametrów stanu układów jedno i dwuskładnikowych podczas przemian fazowych.
Weryfikacja: kolokwium 2, egzamin - część zadaniowa
Powiązane efekty kierunkowe:
E1_U05, E1_U22
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_U05, T1A_U09, T1A_U14
- Efekt EU4
- Potrafi przeprowadzić ilościową analizę termodynamiczną układów z reakcjami chemicznymi w tym procesów spalania.
Weryfikacja: kolokwium 2, egzamin - część zadaniowa
Powiązane efekty kierunkowe:
E1_U11, E1_U22
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_U09, T1A_U09, T1A_U14
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Efekt EK1
- Rozumie ważność i potrzebę kreatywnej działalności inżynierskiej dla rozwoju społecznego i kształtowania stsounków międzyludzkich
Weryfikacja: Bieżąca obserwacja i analiza postawy studenta oraz jego dalszej kariery
Powiązane efekty kierunkowe:
E1_K01, E1_K02
Powiązane efekty obszarowe:
T1A_K01, T1A_K02