Politechnika
Warszawska

Katalog
ECTS

Nazwa przedmiotu:

Podstawy obliczeń inżynierskich 1

Koordynator przedmiotu:

dr hab. inż. Jakub Gac, profesor uczelni

Status przedmiotu:

Obowiązkowy

Poziom kształcenia:

Studia I stopnia

Program:

Inzynieria Chemiczna i Procesowa

Grupa przedmiotów:

Obowiązkowe

Kod przedmiotu:

1070-IC000-ISP-107

Semestr nominalny:

1 / rok ak. 2019/2020

Liczba punktów ECTS:

3

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. 21 3. Godziny pracy samodzielnej studenta w ramach przygotowania do zajęć oraz opracowania sprawozdań, projektów, prezentacji, raportów, prac domowych etc. 12 4. Godziny pracy samodzielnej studenta w ramach przygotowania do egzaminu, sprawdzianu, zaliczenia etc. 20 Sumaryczny nakład pracy studenta 83

Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:

-

Język prowadzenia zajęć:

polski

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

Limit liczby studentów:

-

Cel przedmiotu:

Zapoznanie studentów z procesami przetwarzania materii i towarzyszącymi im zjawiskami fizycznymi, fizykochemicznymi oraz przemianami chemicznymi.

Treści kształcenia:

1. Wielkości podlegające bilansowaniu. Pojęcia wielkości intensywnych i ekstensywnych. Przykłady wielkości tworzących akumulację. Definicje strumienia masowego i objętościowego 2. Wartość i jednostka wielkości fizycznej. Układy jednostek. Układ SI – wielkości podstawowe i pochodne. Przeliczanie jednostek 3. Procesy przetwarzania ciągłe, okresowe i półokresowe oraz ich cechy. Analiza przydatności poszczególnego typu procesów dla konkretnych przypadków przekształcania materii. 4. Ogólne równanie bilansu wielkości sformułowanie bilansu materii – masy oraz liczby moli 5. Przykłady zastosowania bilansu materii w prostych układach (bez reakcji chemicznych). Procedura rozwiązywania problemów przy użyciu bilansu materii 6. Bilans materii w bardziej złożonych układach. Pojęcie recyrkulacji (powrotu) i bajpasu. Przykłady zastosowań. 7. Bilans materii w układach z reakcją chemiczną. Wielkości opisujące przekształcenie materii na drodze reakcji chemicznej: liczba postępu reakcji, stopień przemiany, wydajność, selektywność. Przykłady zastosowań 8. Pojęcie fazy materii. Układy jednofazowe. Równania stanu gazu doskonałego i gazów rzeczywistych 9. Układy wielofazowe. Przemiany fazowe. Równania opisujące przemiany fazowe oraz równowagi fazowe 10. Pojęcie energii. Energia wewnętrzna. Sfomułowanie bilansu energii. Pojęcie pracy i ciepła jako sposobów przekazywania energii między układami 11. Bilans energii w układach zamkniętych. Pierwsza zasada termodynamiki. Przykłady zastosowań. 12. Bilans energii w układach otwartych. Definicja i znaczenie pojęcia entalpii. Przykłady bilansu energii w układach otwartych bez reakcji chemicznej. 13. Bilans energii w układach zawierających powietrze, wodę i parę wodną. Korzystanie z tablic pary wodnej oraz wykresów psychrometrycznych. 14. Bilans energii mechanicznej. Równanie Bernoulliego i jego zastosowania. 15. Bilans energii w układach z reakcją chemiczną. Efekt cieplny reakcji chemicznej i jego wyznaczanie na podstawie własności energetycznych substancji. 16. Zagadnienia wymagające jednoczesne zastosowanie bilansu materii i energii – procedura postępowania i przykłady. 17. Inne wielkości podlegające bilansowaniu (pęd, ładunek elektryczny itp.) – podstawowe informacje i wnioski

Metody oceny:

1. sprawdzian pisemny 2. dyskusja 3. seminarium

Egzamin:

nie

Literatura:

1. L. Gradoń L., J. Gac, Podstawy obliczeń w procesach przetwarzania materii. Zasady bilansowania masy i energii, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2019 2. E. J. Henley, H.Bieber, Chemical Engineering Calculations; Mass and Eenergy Balances, New York, McGraw-Hill, 1959. 3. R. Fedler, R. Rousseau, Elementary principles of chemical processes, Wiley, New York, 1986. 4. S. Kucharski, J. Głowiński, Podstawy obliczeń projektowych w technologii chemicznej, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2005

Witryna www przedmiotu:

-

Uwagi:

Przedmiot jest realizowany w formie wykładu (15 wykładów po 2 godz.), na którym obecność nie jest obowiązkowa. Weryfikacja osiągnięcia efektów uczenia się jest dokonywana na podstawie wyniku dwóch kolokwiów pisemnych, które odbywają się w terminie wykładu. Terminy kolokwiów są podawane studentom do wiadomości z min. trzytygodniowym wyprzedzeniem. W ramach kolokwium student otrzymuje do rozwiązania trzy problemy, których metody rozwiązania były przedstawione na wcześniejszych wykładach. Każde kolokwium oceniane jest w standardowej skali 2-5. Nieusprawiedliwiona nieobecność na kolokwium skutkuje wystawieniem z niego oceny 2. Ocena końcowa z wykładu jest średnią arytmetyczną ocen z obu kolokwiów, zaokrągloną do pełnych połówek w górę. Student, który nie uzyska pozytywnej oceny końcowej z wykładu, ma prawo pisać jeszcze raz wybrane przez siebie kolokwium (pierwsze lub drugie) w terminie dodatkowym, uzgodnionym z prowadzącym. Dla studentów, którzy przystąpili do kolokwium poprawkowego, ocena końcowa jest średnią z trzech kolokwiów (obu kolokwiów podstawowych i jednego poprawkowego), zaokrągloną do pełnych połówek w górę. Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest uzyskanie pozytywnej oceny z egzaminu pisemnego. Ocena końcowa z przedmiotu Podstawy obliczeń inżynierskich 1 jest równa ocenie z wykładu. W przypadku nieuzyskania zaliczenia przedmiotu konieczne jest jego powtórzenie w kolejnym cyklu realizacji zajęć.

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W1

Ma wiedzę o procesach przetwarzania materii i towarzyszących im zjawisk fizycznych, fizykochemicznych oraz przemian chemicznych np. zjawiska przenoszenia pędu, masy i energii.
Weryfikacja: sprawdzian pisemny, dyskusja, seminarium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K1_W07
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o, III.P6S_WG

Charakterystyka W2

Ma podstawową wiedzę o procesach przetwarzania materii w inżynierii chemicznej.
Weryfikacja: sprawdzian pisemny, dyskusja, seminaium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K1_W11
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o, III.P6S_WG

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U1

Potrafi projektować podstawowe aparaty stosowane w inżynierii chemicznej.
Weryfikacja: sprawdzian pisemny, dyskusja, seminarium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K1_U06
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o

Charakterystyka U2

Potrafi korzystać z wszelkiego rodzaju informacji i je analizować.
Weryfikacja: sprawdzian pisemny, dyskusja, seminarium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K1_U01
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U, I.P6S_UW.o, I.P6S_UK, III.P6S_UW.o

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka KS1

Rozumie potrzebę dokształcania się i podnoszenia swoich kompetencji zawodowych i osobistych.
Weryfikacja: sprawdzian pisemny, dyskusja, seminarium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K1_K01
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_K, I.P6S_KK