logo
Karta przedmiotu
logo

Termodynamika

Podstawowe informacje o zajęciach

Cykl kształcenia: 2015/2016

Nazwa jednostki prowadzącej studia: Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa

Nazwa kierunku studiów: Lotnictwo i kosmonautyka

Obszar kształcenia: nauki techniczne

Profil studiów: ogólnoakademicki

Poziom studiów: pierwszego stopnia

Forma studiów: niestacjonarne

Specjalności na kierunku: Awionika, Płatowce, Silniki lotnicze

Tytuł otrzymywany po ukończeniu studiów: inżynier

Nazwa jednostki prowadzącej zajęcia: Zakład Termodynamiki

Kod zajęć: 3920

Status zajęć: obowiązkowy dla programu

Układ zajęć w planie studiów: sem: 4 / W15 C15 L15 / 4 ECTS / E

Język wykładowy: polski

Imię i nazwisko koordynatora: dr hab. inż. prof. PRz Joanna Wilk

Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia: Poznanie i stosowanie termodynamiki technicznej do opisu i analizy procesów związanych z tematyką lotniczą w zakresie przedstawionym w niniejszym module

Ogólne informacje o zajęciach: W oparciu o podstawy termodynamiki technicznej opisuje się złożone zjawiska wykorzystywane w technice lotniczej z uwzględnieniem podnoszenia efektywności instalacji. Tematyka podstawowych ćwiczeń rachunkowych i zajęć laboratoryjnych pozwala przybliżyć, a nawet nieco rozszerzyć tematykę wykładów. Te obowiązkowe zajęcia umożliwiają odpowiednio: nabycie prawidłowych nawyków przy prowadzeniu obliczeń i zdobycie praktycznych umiejętności niezbędnych w czasie wykonywania pomiarów cieplnych.

Materiały dydaktyczne: Materiały wywieszane w gablocie katedry, przekazywane nośnikami elektronicznymi

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć
Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych
1 J. Madejski Termodynamika techniczna Ofic.Wydawn. Pol. Rzesz.. 2000
Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych
1 F. Wolańczyk Termodynamika. Przykłady i zadania Ofi. Wyd. Pol. Rzesz.. 2011
2 R. Smusz, J. Wilk, F. Wolańczyk Termodynamika. Repetytorium Ofic. Wyd. Pol. Rzesz.. 2010
3 B. Bieniasz - red. Termodynamika. Laboratorium Ofic. Wydawn. Pol. Rzesz.. 2011
Literatura do samodzielnego studiowania
1 J. Szargut Termodynamika techniczna Wyd. Pol. Śląskiej. 2011
2 J. Szargut, A. Guzik, H. Górniak Programowanu zbiór zadań z termodynamiki technicznej Wyd. 2., PWN Warszawa. 1986
3 T.R. Fodemski Pomiary cieplne. Cz. I i II WNT Warszawa. 2001

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy/umiejętności/kompetencji społecznych

Wymagania formalne: Wpis na semestr 4.

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy: Znajomośc podstaw rachunku różniczkowego i całkowego

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności: Obliczanie pochodnych cząstkowych, różniczek zupełnych i całek elementarnych

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych: Aktywność w ciągłym indywidualnym i zbiorowym pogłębianiu wiedzy z zakresu termodynamiki

Efekty kształcenia dla zajęć

MEK Student, który zaliczył zajęcia Formy zajęć/metody dydaktyczne prowadzące do osiągnięcia danego efektu kształcenia Metody weryfikacji każdego z wymienionych efektów kształcenia Związki z KEK Związki z OEK
01 Wskazuje na zastosowania termodynamiki w analizie prawobieżnych obiegów gazowych. Objaśnia specyfikę układów otwartych, mieszanin gazowych, gazów wilgotnych i rzeczywistych. Odtwarza techniczną teorię spalania, definiuje podstawowe pojęcia z wymiany ciepła i jest świadom jej wpływu na konstrukcję. wykład Kontrolne sprawdzanie obecności wszystkich studentów i okazjonalne sprawdzanie stanu wiedzy pojedynczych studentów na wykładach. Pisemny egzamin. K_W002++
K_W007+++
K_K002++
W01+
W02++
K02++
02 Rozwiązuje podstawowe zadania o tematyce zamieszczonej w module, dobiera właściwe zależności do wykorzystania w obliczeniach, wykorzystuje efektywnie własne notatki z wykładów i inne pomoce. ćwiczenia rachunkowe Obowiązkowa obecność, czynny udział w planowaniu algorytmu obliczeń, udzielanie odpowiedzi na pytania prowadzącego, samodzielne obliczenia, porównywanie wyników. Kolokwium K_U008+++
U09+++
03 Objaśnia zasadę pomiaru, wykonuje pomiary wybranych wielkości fizycznych istotnych w wymianie ciepła i ocenia wielkość ich niepewności. laboratorium Obowiązkowa obecność, sprawdzenie stopnia przygotowania i czynny udział w przeprowadzeniu pomiaru. Sporządzenie sprawozdania i zaliczenie każdego z ćwiczeń laboratoryjnych. K_U007++
U08++

Uwaga: W zależności od sytuacji epidemicznej, jeżeli nie będzie możliwości weryfikacji osiągniętych efektów uczenia się określonych w programie studiów w sposób stacjonarny w szczególności zaliczenia i egzaminy kończące określone zajęcia będą mogły się odbywać przy użyciu środków komunikacji elektronicznej (w sposób zdalny).

Treści kształcenia dla zajęć

Sem. TK Treści kształcenia Realizowane na MEK
4 TK01 1. Podstawy termodynamiki fenomenologicznej; pojęcia podstawowe. Zasada Stanu, równania stanu: termiczne i kaloryczne.Ciepło właściwe przy v=idem. 2. Działania mechaniczne; równowaga, zjawisko quasistatyczne, praca. 3. Działania termiczne – ciepło, źródła ciepła. Średnie ciepło właściwe. Zasada Zachowania Energii, I Zasada Termodynamiki. Ciepło właściwe przy p=idem. Równanie Mayera Zerowa Zasada Termodynamiki 4. Typowe zjawiska niequasistatyczne. Obieg termodynamiczny, praca i ciepło obiegu. II Zasada Termodynamiki. 5. Odwracalny obieg Carnota. Skale temperatury. Całka Clausiusa, entropia. Właściwości entropii, tożsamość termodynamiczna dla systemu zamkniętego. Zachowanie się entropii systemów zamkniętych odbywających zjawiska rzeczywiste. Prawo wzrostu entropii. Obliczanie przyrostów entropii 6. Najprostsze przemiany gazowe i ich równania w układzie p-v oraz T-s. Rysowanie przemian. Obliczanie ciepła i pracy dla poszczególnych przemian. Przemiana izentropowa i jej równania w układzie: p-v, T-v oraz p-T, wykładnik izentropy. 7. System otwarty substancji czystej, entalpia, tożsamości termodynamiczne. Urządzenia przepływowe; analiza tłokowej maszyny przepływowej, praca techniczna, postać tożsamości zawierająca entalpię i pracę techniczną. Dławienie. Efekt Joule'a-Thomsona. 8. System wielofazowy wieloskładnikowy; warunek równowagi faz, reguła faz Gibbsa. Mieszaniny gazowe i ich właściwości; prawo Daltona- ciśnienie cząstkowe, termiczne i kaloryczne równanie stanu mieszanin. Mieszanie i dyfuzja. 9. Gazy rzeczywiste; równanie gazu van der Waalsa i równanie zawierające współczynnik ściśliwości - jako przykłady termicznego równania stanu gazu rzeczywistego. 10. Gazy wilgotne. Stan gazu wilgotnego. Wykres i-X; obliczanie entalpii i. Problemy: zależność X od fi, objętościowy strumień, moc cieplna ogrzewania izobarycznego przy X=idem, mieszanie dwu mas wilgotnego powietrza, nawilżanie, zasada działania psychrometru Assmanna. 11. Urządzenia obiegowe silnikowe i ich ocena; sprawność termiczna obiegu. 12. Techniczna teoria spalania paliw. Wartość opałowa. Spalanie paliw ciekłych i stałych. Obliczanie ilości powietrza i spalin. 13. Właściwości spalin: skład, ciepło właściwe, wykładnik izentropy, temperatura punktu rosy, temperatura spalin, strata wylotowa. 14. Wymiana ciepła: przewodzenie - prawo Fouriera, równanie przewodzenia jednowymiarowego, konwekcja - prawo Newtona, promieniowanie cieplne - prawo Stefana-Boltzmanna. 15. Tarcie w płynie jako przykład zewnętrznego i wewnętrznego źródła ciepła nagrzewającego konstrukcję. W01 MEK01
4 TK02 Oznaczenia, jednostki, I Zasada Termodynamiki dla systemu zamkniętego, termiczne równanie stanu. 2. Kaloryczne równanie stanu, średnie ciepło właściwe. 3. Przemiany gazów doskonałych. Obliczanie pracy, ciepła, zmian energii wewnętrznej, entalpii i entropii. 4. Mieszaniny gazowe. Obliczanie ciepła właściwego i wykładnika izentropy mieszaniny. 5. Obiegi porównawcze silników lotniczych. 6. Przemiany powietrza wilgotnego. 7. Podstawowe obliczenia związane ze spalaniem paliw. 8. Kolokwium zaliczeniowe C01 MEK01 MEK02
4 TK03 1. Wprowadzenie, BHP, niedokładność pomiaru; 2. Pomiar ciśnienia – sprawdzanie manometrów, cechowanie mikromanometrów; 3. Pomiar temperatury – cechowanie termometrów, wyznaczanie dynamicznej charakterystyki czujników; 4. Analiza gazów: analizatorami chemicznymi - aparat Orsata i fizycznymi – interferometr; 5. Indykowanie sprężarki tłokowej, analiza wykresów indykatorowych; 6. Pomiar wilgotności powietrza i wyznaczanie wykładnika adiabaty gazów; 7. Pomiar wartości opałowej paliw; 8. Zaliczanie ćwiczeń laboratoryjnych L01 MEK01 MEK03

Nakład pracy studenta

Forma zajęć Praca przed zajęciami Udział w zajęciach Praca po zajęciach
Wykład (sem. 4) Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.
Uzupełnienie/studiowanie notatek: 5.00 godz./sem.
Studiowanie zalecanej literatury: 25.00 godz./sem.
Ćwiczenia/Lektorat (sem. 4) Przygotowanie do ćwiczeń: 4.00 godz./sem.
Przygotowanie do kolokwium: 5.00 godz./sem.
Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.
Dokończenia/studiowanie zadań: 4.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 4) Przygotowanie do laboratorium: 7.00 godz./sem.
Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.
Dokończenia/wykonanie sprawozdania: 7.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 4) Przygotowanie do konsultacji: 2.00 godz./sem.
Udział w konsultacjach: 4.00 godz./sem.
Egzamin (sem. 4) Przygotowanie do egzaminu: 10.00 godz./sem.
Egzamin pisemny: 2.00 godz./sem.

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład Obecność na wykładach jest niezbędna z uwagi na konieczność systematycznego poznawania i oswajania się z nowymi problemami i będzie sprawdzana wyrywkowo. Zaliczenie wykładów odbędzie się w formie egzaminu pisemnego, z materiału wyłożonego i w razie konieczności, zadanego do przerobienia we własnym zakresie. Warunkiem przystąpienia do egzaminu jest uczęszczanie na wykłady oraz zaliczenie zarówno ćwiczeń, jak i laboratorium. Pozytywna ocena z egzaminu jest wymagana przy wystawianiu końcowej oceny z przedmiotu.
Ćwiczenia/Lektorat Obecność na ćwiczeniach jest obowiązkowa. Nieusprawiedliwiona nieobecność będzie stanowić podstawę obniżenia końcowej oceny z ćwiczeń. Zajęcia odbywają się według harmonogramu, podanego wyżej. Do ćwiczeń należy przygotować się z teorii w zakresie objętym tematyką, jak w harmonogramie, aby móc aktywnie w nich uczestniczyć. Ćwiczenia polegają na przeprowadzaniu obliczeń w ramach rozwiązywania zadań. Dlatego należy przynosić kalkulatory na każde ćwiczenie. W trakcie ćwiczeń będą oceniane umiejętności studentów. Podstawą uzyskania zaliczenia ćwiczeń jest: obecność, uzyskane oceny i pozytywny wynik kolokwium.
Laboratorium Obecność na laboratoriach jest obowiązkowa. W przypadku nieobecności obowiązuje odrobienie zaległego ćwiczenia laboratoryjnego z inną grupą. Wykonanie ćwiczenia jest poprzedzane kontrolą stopnia opanowania wiadomości teoretycznych, przypadających na dane ćwiczenie. Zakres obowiązujących wiadomości jest wcześniej podawany do wiadomości. W przypadku uzyskania negatywnej oceny należy zdać daną partię materiału w terminie przed następnymi zajęciami.•Grupa laboratoryjna jest podzielona na podgrupy, z których każda wykonuje inne ćwiczenie według harmonogramu. Z każdego ćwiczenia laboratoryjnego jest sporządzane sprawozdanie, które należy oddać prowadzącemu zajęcia do oceny.•Podstawą uzyskania zaliczenia jest odrobienie wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych oraz otrzymanie pozytywnych ocen z wiadomości teoretycznych i sprawozdań.
Ocena końcowa Końcowa ocena z przedmiotu będzie wystawiana jedynie w przypadku posiadania zaliczenia ćwiczeń i laboratorium oraz zdania egzaminu. Będzie ona średnią ważoną z wagą: 0,25 - ćwiczenia; 0,25 - laboratorium i 0,5 - wykład, zaokrągloną do bliższej oceny regulaminowej.

Przykładowe zadania

Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia
(-)

Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych
Przykł pytania kontr przed lab z Termodynamiki.jpg

Inne
(-)

Czy podczas egzaminu/zaliczenia student ma możliwość korzystania z materiałów pomocniczych : nie

Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi: nie