Politechnika
Warszawska

Katalog
ECTS

Nazwa przedmiotu:

Termodynamika środowiska

Koordynator przedmiotu:

prof. dr hab. inż. Paweł Gierycz

Status przedmiotu:

Fakultatywny dowolnego wyboru

Poziom kształcenia:

Studia I stopnia

Program:

Inzynieria Chemiczna i Procesowa

Grupa przedmiotów:

Obieralne

Kod przedmiotu:

1070-IC000-ISP-OB28

Semestr nominalny:

4 / rok ak. 2021/2022

Liczba punktów ECTS:

2

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. 12 3. Godziny pracy samodzielnej studenta w ramach przygotowania do zajęć oraz opracowania sprawozdań, projektów, prezentacji, raportów, prac domowych etc. 10 4. Godziny pracy samodzielnej studenta w ramach przygotowania do egzaminu, sprawdzianu, zaliczenia etc. 8 Sumaryczny nakład pracy studenta 60

Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:

-

Język prowadzenia zajęć:

angielski

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 wymagań wstępnych. Studenci nie mogą rejestrować obrazu i dźwięku podczas zajęć. Organizacja i warunki zaliczenia zajęć (dla każdego typu zajęć oddzielnie)

Limit liczby studentów:

-

Cel przedmiotu:

1. Poznanie właściwości czterech podstawowych składników środowiska naturalnego, jakimi są: atmosfera ziemska, woda, ziemia i organizmy żywe 2. Poznanie wzajemnych relacji i oddziaływania pomiędzy składnikami środowiska naturalnego (atmosfera ziemska, woda, ziemia i organizmy żywe) 3. Poznanie (w oparciu o prawa termodynamiki i równowagi fazowe) zasad przenoszenia zanieczyszczeń pomiędzy poszczególnymi składnikami środowiska oraz możliwości ich modelowania (różne modele przenoszenia zanieczyszczeń).

Treści kształcenia:

Wykład 1. Wprowadzenie do problematyki termodynamiki środowiska: podstawowe definicje i informacje na temat środowiska naturalnego, jego czterech podstawowych składników (atmosfera ziemska, woda, ziemia, organizmy żywe), ekologii, historii zmian ekologicznych, przyczyn zagrożeń środowiska, zasady zrównoważonego rozwoju. 2. Prawa termodynamiki w opisie procesów zachodzących w środowisku naturalnym: I, II, III i zerowa zasada termodynamiki, metabolizm, egzergia, analiza egzegetyczna, przenoszenie energii w środowisku naturalnym. 3. Atmosfera ziemska: budowa, skład chemiczny i własności fizyko-chemiczne atmosfery ziemskiej, zanieczyszczenia atmosfery ziemskiej i związane z nimi zagrożenia globalne: efekt cieplarniany, dziura ozonowa, kwaśne deszcze. 4. Wiatr: definicje wiatru, przyczyny powstawania wiatru, moc wiatru (opis matematyczny), wpływ wiatru na klimat w skali lokalnej i globalnej. 5. Woda: budowa i własności fizyko-chemiczne wody, obieg wody w środowisku naturalnym (w tym powstawanie i rodzaje chmur). 6. Fizyka ziemi: gleba, jej budowa i właściwości, własności fizyko-chemiczne gleby, woda w glebie (napięcie powierzchniowe, parowanie wody, itp.). 7. Energia: energia nieodnawialna, odnawialna i niekonwencjonalna: węgiel, ropa naftowa, energia nuklearna, energia spadku wody, energia wiatru, energia słoneczna, energia geotermalna, energia pływów morskich, biomasa, biogaz. 8. Przenoszenie zanieczyszczeń w środowisku naturalnym: równowagi fazowe (ciecz - para, ciecz - ciecz, ciecz - ciało stałe, ciecz – para - ciało stałe), współczynnik podziału oktanol-woda, współczynniki podziału pomiędzy składniki środowiska naturalnego, bilanse masy i energii, podstawowe modele przenoszenia zanieczyszczeń w środowisku naturalnym. 9. Modelownie przenoszenia zanieczyszczeń w środowisku naturalnym: przykłady zastosowania różnych modeli przenoszenia zanieczyszczeń do obliczeń rzeczywistych problemów związanych z zanieczyszczeniem środowiska naturalnego.

Metody oceny:

1. sprawdzian pisemny 2. kolokwium

Egzamin:

nie

Literatura:

1. R.P. Schwarzenbach, „Environmental organic chemistry”, John Wiley & Sons, New Jersey, 2003. 2. S.E. Manahan, „Environmental Chemistry”, CRC Press, New York, 2005. 3. H.F. Hemond, E.J. Fechner-Levy, „Chemical Fate and Transport in the Environment”, Academic Press, New York, 2000. 4. D. Mackay, „Multimedia Environmental Models. The Fugacity Approach.”, Taylor & Francis, New York, 2001. 5. R.S. Boethling, D. Mackay, „Handbook of Property Estimation Methods for Chemicals: Environmental and Health Sciences”, Lewis Publishers, Boca Raton, 2000. 6. K.T. Valsaraj, “Elements of Environmental Engineering: Thermodynamics and kinetics”, CRC Press, New York, 2000.

Witryna www przedmiotu:

-

Uwagi:

Przedmiot jest realizowany w formie wykładu (15 wykładów po 2 godz.), na którym obecność nie jest obowiązkowa. Zaliczenie wykładów odbywa się w formie sprawdzianu, po zakończeniu całego cyklu wykładów. Sprawdzian przeprowadzany jest w formie testu pisemnego (test wielokrotnego wyboru), składającego się z 20 pytań. Za poprawną odpowiedź na każde pytanie otrzymuje się 1 punkt. Za brak poprawnej odpowiedzi otrzymuje się 0 punktów (nie ma punktów ułamkowych). Podczas testu nie można korzystać z żadnych pomocy tzn. kalkulatorów, notatek i innych materiałów dydaktycznych. Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest uzyskanie pozytywnej oceny ze sprawdzianu. Ocenę końcową z przedmiotu ustala się na podstawie wyniku punktowego testu pisemnego stosując skalę: 5.0 – liczba punktów: 19 - 20; 4.5 – liczba punktów: 17 - 18; 4.0 – liczba punktów: 15 - 16; 3.5 – liczba punktów: 13 - 14; 3.0 – liczba punktów: 11 – 12; brak zaliczenia: < 11 punktów. W przypadku nieuzyskania zaliczenia przedmiotu konieczne jest jego powtórzenie w kolejnym cyklu realizacji zajęć.

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W1

Ma ugruntowaną wiedzę przydatną do sporządzania bilansów termodynamicznych (masy i energii) dotyczących propagacji zanieczyszczeń w środowisku naturalnym.
Weryfikacja: sprawdzian pisemny, kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K1_W05
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG.o, III.P6S_WG, P6U_W

Charakterystyka W2

Ma ugruntowaną wiedzę niezbędną do analizy procesów zachodzących w środowisku naturalnym, czyli do sporządzania odpowiednich bilansów materiałowych i energetycznych uwzględniających wszystkie składniki środowiska (atmosfera ziemska, woda, ziemia, organizmy żywe).
Weryfikacja: sprawdzian pisemny, kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K1_W07
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o, III.P6S_WG

Charakterystyka W3

Ma wiedzę o trendach rozwojowych i najistotniejszych osiągnięciach z zakresu zastosowań inżynierii chemicznej i procesowej w technologiach przetwarzania energii uzyskiwanej z odnawialnych i niekonwencjonalnych źródeł (energia spadku wody, energia wiatru, energia słoneczna, energia geotermalna, energia pływów morskich, biomasa, biogaz, energia nuklearna).
Weryfikacja: sprawdzian pisemny
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K1_W12
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_W, I.P6S_WG.o, III.P6S_WG

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U1

Potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych oraz innych źródeł w celu wykonania projektu dotyczącego przenoszenia zanieczyszczeń pomiędzy różnymi składnikami środowiska naturalnego.
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K1_U01
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UK, P6U_U, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o

Charakterystyka U2

Potrafi wykonać projekt dotyczący przenoszenia zanieczyszczeń pomiędzy różnymi (atmosfera ziemska, woda, ziemia, organizmy żywe) składnikami środowiska naturalnego (w skali lokalnej lub globalnej).
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K1_U06
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o

Charakterystyka U3

Potrafi, w oparciu o nabytą wiedzą dotyczącą środowiska naturalnego i przenoszenia zanieczyszczeń, stosować nowoczesna inżynierię chemiczna i procesowa do projektowania pro-ekologicznych procesów przemysłowych.
Weryfikacja: sprawdzian pisemny
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K1_U12
Powiązane charakterystyki obszarowe: P6U_U, I.P6S_UW.o, III.P6S_UW.o

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka KS1

Mając szeroką wiedzę dotyczącą środowiska naturalnego oraz pojawiających się nowych zagrożeń środowiskowych rozumie potrzebę stałego dokształcania się i podnoszenia swoich kompetencji zawodowych.
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K1_K01
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_KK, P6U_K

Charakterystyka KS2

Potrafi stosować pro-ekologiczne rozwiązania w badanych zagadnieniach nowoczesnej inżynierii chemicznej i procesowej.
Weryfikacja: kolokwium
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K1_K05
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_KO, P6U_K