Karta przedmiotu
Kriogenika
Podstawowe informacje o zajęciach
Cykl kształcenia:
2022/2023
Nazwa jednostki prowadzącej studia:
Wydział Matematyki i Fizyki Stosowanej
Nazwa kierunku studiów:
Inżynieria w medycynie
Obszar kształcenia:
nauki techniczne
Profil studiów:
ogólnoakademicki
Poziom studiów:
pierwszego stopnia
Forma studiów:
stacjonarne
Specjalności na kierunku:
Tytuł otrzymywany po ukończeniu studiów:
inżynier
Nazwa jednostki prowadzącej zajęcia:
Katedra Fizyki i Inżynierii Medycznej
Kod zajęć:
14932
Status zajęć:
wybierany dla programu
Układ zajęć w planie studiów:
sem: 7 / W15 L15 P15 / 3 ECTS / Z
Język wykładowy:
polski
Imię i nazwisko koordynatora 1:
dr hab. inż. prof. PRz Gaweł Żyła
Imię i nazwisko koordynatora 2:
dr inż. Jacek Fal
Cel kształcenia i wykaz literatury
Główny cel kształcenia:
Celem przedmiotu jest przedstawienie studentom metod otrzymywania temperatur kriogenicznych, zapoznanie ich z metodami skraplania i niskotemperaturowego rozdzielania gazów oraz sposobami przechowywanie i transportu skroplonych gazów. Na zajęciach studenci zostaną zapoznani z zjawiskami nadprzewodnictwa i nadciekłości. Omówione zostaną techniczne aspekty zastosowań cieczy kriogenicznych, własności materiałów w niskich temperaturach oraz omówione zostaną niskotemperaturowe techniki pomiarowe.
Ogólne informacje o zajęciach:
W trakcie kursu studenci uzyskują podstawową wiedzę dotyczącą metod obniżania temperatury, skraplania i transportu gazów. Studenci także poznają techniki uzyskiwania bardzo niskich temperatur (poniżej 1K), oraz poznają problemy związane z pomiarem temperatur.
Materiały dydaktyczne:
Materiały dydaktyczne w formie elektronicznej
Inne:
Źródła internetowe
Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć
| 1 | Halina Podbielska, Anna Skrzek | Zastosowanie niskich temperatur w biomedycynie | Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej. | 2012 |
| 2 | Maciej Chorowski | Kriogenika, podstawy i zastosowania | IPPU MASTA Gdańsk. | 2007 |
Wymagania wstępne w kategorii wiedzy / umiejętności / kompetencji społecznych
Wymagania formalne:
Status studenta
Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy:
Studenci powinni posiadać wiedzę z zakresu podstaw elektromagnetyzmu i termodynamiki, w tym na temat przemian termodynamicznych gazów doskonałych oraz rzeczywistych.
Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności:
Umiejętność rozwiązywania zadań problemowych z fizyki na poziomie studenta 3 roku studiów inżynierskich. Umiejętność korzystania z literatury fachowej.
Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych:
Umiejętność pracy w małym zespole
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 PRK |
|---|---|---|---|---|---|
| MEK01 | Ma podstawową wiedzę na temat fizycznych podstaw uzyskiwania niskich temperatur i ich wpływu na tkanki żywe. Rozumie metody badań wykorzystywanych w kriogenice. Jest w stanie wyjaśnić fizyczne podstawy działania podstawowych przemian termodynamicznych. | wykład, laboratorium, projekt zespołowy | prezentacja projektu, raport pisemny, sprawozdanie z projektu |
K-W01+++ K-W02+++ |
P6S-WG P6S-WK |
| MEK02 | Posiada umiejętność wybrania i zdefiniowania metody niezbędnej do otrzymania niskiej temperatury w układzie pomiarowym/badawczym/przemysłowym. Zna zasady bezpieczeństwa pracy z cieczami kriogenicznymi. | wykład, laboratorium, projekt zespołowy | prezentacja projektu, raport pisemny, sprawozdanie z projektu |
K-W06+++ K-U02+++ K-U12+++ K-K05++ |
P6S-KK P6S-KO P6S-UO P6S-UU P6S-UW P6S-WG |
| MEK03 | Charakteryzuje się kreatywnością w dziedzinie uzyskiwania i wykorzystywania niskich temperatur w szerokim spektrum zastosowań w technice i medycynie. Ma świadomość interdyscyplinarności fizyki i jej metod wykorzystywanych w powszechnie stosowanych i najnowocześniejszych urządzeniach i aparaturze we wszystkich dziedzinach medycyny i techniki. | wykład, laboratorium, projekt zespołowy | prezentacja projektu, raport pisemny, sprawozdanie z projektu |
K-U09+ K-K01+++ K-K04+++ |
P6S-KO P6S-UO P6S-UU |
Treści kształcenia dla zajęć
| Sem. | TK | Treści kształcenia | Realizowane na | MEK |
|---|---|---|---|---|
| 7 | TK01 | W01 | MEK01 MEK02 MEK03 | |
| 7 | TK02 | W02, P01-P07, L01-L07 | MEK01 MEK02 MEK03 | |
| 7 | TK03 | W03, P01-P07, L01-L07 | MEK01 MEK02 MEK03 | |
| 7 | TK04 | W04, P01-P07, L01-L07 | MEK01 MEK02 MEK03 | |
| 7 | TK05 | W05, P01-P07, L01-L07 | MEK01 MEK02 MEK03 | |
| 7 | TK06 | W06, P01-P07, L01-L07 | MEK01 MEK02 MEK03 | |
| 7 | TK07 | W07, P01-P07, L01-L07 | MEK01 MEK02 MEK03 |
Nakład pracy studenta
| Forma zajęć | Praca przed zajęciami | Udział w zajęciach | Praca po zajęciach |
|---|---|---|---|
| Wykład (sem. 7) | Godziny kontaktowe:
15.00 godz./sem. |
Uzupełnienie/studiowanie notatek:
6.00 godz./sem. Studiowanie zalecanej literatury: 7.00 godz./sem. Inne: 1.00 godz./sem. |
|
| Laboratorium (sem. 7) | Godziny kontaktowe:
15.00 godz./sem. |
Dokończenia/wykonanie sprawozdania:
8.00 godz./sem. |
|
| Projekt/Seminarium (sem. 7) | Godziny kontaktowe:
15.00 godz./sem.. |
Wykonanie projektu/dokumentacji/raportu:
5.00 godz./sem. Przygotowanie do prezentacji: 1.00 godz./sem. |
|
| Konsultacje (sem. 7) | |||
| Zaliczenie (sem. 7) | Przygotowanie do zaliczenia:
2.00 godz./sem. |
Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej
| Forma zajęć | Sposób wystawiania oceny podsumowującej |
|---|---|
| Wykład | |
| Laboratorium | Ocena na podstawie ocen cząstkowych uzyskanych w trakcie semestru oraz aktywności studenta w czasie zajęć. |
| Projekt/Seminarium | Warunkiem zaliczenia jest przedstawienie indywidualnej prezentacji dotyczącej zagadnień związanych z tematyką wykładu na podstawie przydzielonego tematu. |
| Ocena końcowa | Ocena końcowa jako średnia ocen z laboratorium i projektu. |
Przykładowe zadania
Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia
(-)
Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych
(-)
Inne
(-)
Czy podczas egzaminu/zaliczenia student ma możliwość korzystania z materiałów pomocniczych : nie
Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi tak
| 1 | A. Blacha; S. Boncel; K. Koziol; M. Małecka; J. Traciak; G. Żyła | The First Step into Material Table Dataset for Surface Tension of Nanofluids: Insights from the Case Study of Ethylene Glycol-Based Graphene Nanofluids | 2025 |
| 2 | J. Fal; J. Traciak; G. Żyła | Urządzenie do pomiaru sedymentacji w zawiesinach i koloidach oraz sposób pomiaru sedymentacji w zawiesinach i koloidach z wykorzystaniem tego urządzenia | 2025 |
| 3 | K. Cioch; J. Sobczak; G. Żyła | Paraffin-based composites containing high density particles: lead and bismuth and its’ oxides as γ-ray shielding materials: an experimental study | 2025 |
| 4 | L. Lugo ; M. Marcos; J. Sobczak; J. Vallejo ; G. Żyła | Experimental Study of Paraffin-Based Composites Incorporating Different Iron–Carbon Core–Shell Particles: Analysis of Gamma-Ray Shielding and Thermal Properties | 2025 |
| 5 | R. Dzierżak; J. Fal; J. Sobczak; G. Żyła | Quantitative Evaluation of Composite Recyclability Using Visible-Light Microscopy and Image Processing Techniques | 2025 |
| 6 | S. Boncel; K. Cwynar; A. Cyganiuk; M. Dzida; J. Fal; P. Gancarz; E. Korczeniewski; L. Lugo ; M. Marcos; M. Motyka; M. Poręba; S. Ruczka; J. Sobczak; A. Terzyk; A. Truszkiewicz; J. Vallejo ; G. Żyła | High-efficient, manually-shapeable gamma- and X-ray shield – an introduction of paraffin-tungsten microcomposite along with its properties and recycling possibilities | 2025 |
| 7 | D. Barai; B. Bhanvase ; Z. Said; G. Żyła | Towards Nanofluids for Large-Scale Industrial Applications | 2024 |
| 8 | D. Cabaleiro; J. Fal; J. Traciak; J. Vallejo | Thermophysical and Electrical Properties of Ethylene Glycol-Based Nanofluids Containing CaCO3 | 2024 |
| 9 | G. Żyła | Properties essential for large-scale applications of nanofluids | 2024 |
| 10 | J. Fal; T. Jasiński; J. Pszczoła | Reduktor promieniowania | 2024 |
| 11 | J. Sobczak; G. Żyła | Nano and microcomposites as gamma and X-ray ionizing radiation shielding materials — A review | 2024 |
| 12 | K. Bulanda; J. Fal; M. Oleksy; G. Żyła | Effect of Bentonite on the Electrical Properties of a Polylactide-Based Nanocomposite | 2024 |
| 13 | S. Boncel; K. Cwynar; M. Dzida; R. Jędrysiak; A. Kolanowska; S. Ruczka; J. Sobczak; A. Truszkiewicz; S. Waśkiewicz; G. Żyła | Soft, ternary, X- and gamma-ray shielding materials: paraffin-based iron-encapsulated carbon nanotube nanocomposites | 2024 |
| 14 | A. Bąk; J. Fal; A. Joseph; S. Mathew; G. Żyła | Complex dielectric response and EDL characteristics of different types of ionic liquid iron oxide nanofluids (ionanofluids) | 2023 |
| 15 | H. Do; J. Fal; H. Nguyen; V. Nguyen; T. Pham; V. Pham; N. Phan; T. Truong; X. Vu; G. Żyła | High thermal conductivity of green nanofluid containing Ag nanoparticles prepared by using solution plasma process with Paramignya trimera extract | 2023 |
| 16 | J. Fal; L. Lugo ; J. Sobczak; J. Traciak; J. Vallejo ; G. Żyła | Experimental study on the density, surface tension and electrical properties of ZrO2–EG nanofluids | 2023 |
| 17 | J. Fal; L. Lugo ; M. Marcos; J. Vallejo ; G. Żyła | Thermophysical, rheological and dielectric behaviour of stable carbon black dispersions in PEG200 | 2023 |
| 18 | J. Fal; T. Jasiński; J. Pszczoła; G. Sobol | Regulator promieniowania | 2023 |
| 19 | J. Sobczak; J. Traciak; G. Żyła | The experimental study of the surface tension of titanium dioxide–ethylene glycol nanofluids | 2023 |
| 20 | J. Traciak; G. Żyła | Surface Tension of Ethylene Glycol-Based Nanofluids Containing Three Types of Oxides: Zinc Oxide (ZnO), Magnesium Oxide (MgO) and Indium Oxide (In2O3) | 2023 |
| 21 | P. Estellé; G. Żyła | Fundamental and Critical Aspects of the Rheological Behaviour of Nanofluids | 2023 |
| 22 | S. Boncel; A. Cyganiuk; R. Jędrysiak; A. Kolanowska; E. Korczeniewski; J. Sobczak; A. Terzyk; A. Truszkiewicz; G. Żyła | Shape-Controlled Iron–Paraffin Composites as γ- and X-ray Shielding Materials Formable by Warmth-of-Hands-Derived Plasticity | 2023 |
| 23 | A. Joseph; S. Mathew; J. Sobczak; G. Żyła | Ionic Liquid and Ionanofluid-Based Redox Flow Batteries—A Mini Review | 2022 |
| 24 | D. Barai; B. Bhanvase ; G. Żyła | Experimental Investigation of Thermal Conductivity of Water-Based Fe3O4 Nanofluid: An Effect of Ultrasonication Time | 2022 |
| 25 | J. Traciak; G. Żyła | Effect of nanoparticles saturation on the surface tension of nanofluids | 2022 |
| 26 | L. Ansia; J. Fal; L. Lugo ; J. Traciak; J. Vallejo ; G. Żyła | Thermophysical, rheological and electrical properties of mono and hybrid TiB2/B4C nanofluids based on a propylene glycol:water mixture | 2022 |
| 27 | P. Estellé; G. Żyła | Advances in rheological behavior of nanofluids and ionanofluids – An editorial note | 2022 |
| 28 | P. Estellé; J. Fal; J. Sobczak; R. Stagraczyński; G. Żyła | Electrical conductivity of titanium dioxide ethylene glycol-based nanofluids: Impact of nanoparticles phase and concentration | 2022 |
| 29 | R. Kuzioła; J. Sobczak; J. Traciak; J. Wasąg; G. Żyła | Surface and optical properties of ethylene glycol-based nanofluids containing silicon dioxide nanoparticles: an experimental study | 2022 |
| 30 | D. Aebisher; D. Bartusik-Aebisher; J. Sobczak; A. Truszkiewicz; Ł. Wojtas; G. Żyła | Wpływ lepkości na pomiar czasu relaksacji podłużnej w diagnostyce z wykorzystaniem MR – badania wstępne | 2021 |
| 31 | G. Budzik; K. Bulanda; J. Fal; T. Jesionowski; M. Oleksy; R. Oliwa; Ł. Przeszłowski | Polymer Composites Based on Polycarbonate (PC) Applied to Additive Manufacturing Using Melted and Extruded Manufacturing (MEM) Technology | 2021 |
| 32 | J. Fal; J. Traciak; G. Żyła | 3D printed measuring device for the determination the surface tension of nanofluids | 2021 |
| 33 | M. Buschmann; P. Estellé; S. Hamze; A. Kujawska; R. Mulka; B. Zajaczkowski; G. Żyła | The effect of boiling in a thermosyphon on surface tension and contact angle of silica and graphene oxide nanofluids | 2021 |
| 34 | P. Estellé; J. Fal; S. Hamze; L. Lugo ; J. Sobczak; J. Traciak; J. Vallejo ; G. Żyła | Thermophysical profile of ethylene glycol based nanofluids containing two types of carbon black nanoparticles with different specific surface areas | 2021 |
| 35 | S. Boncel; K. Bulanda; J. Fal; M. Liu; M. Oleksy; J. Shi; J. Sobczak; G. Żyła | High AC and DC Electroconductivity of Scalable and Economic Graphite–Diamond Polylactide Nanocomposites | 2021 |
| 36 | C. Cai; C. Cheng; X. Hu; Y. Hu; Z. Huang; G. Li; L. Mao; J. Shi; B. Zheng; G. Żyła | One-pot fabrication of 2D/2D HCa2Nb3O10/g-C3N4 type II heterojunctions towards enhanced photocatalytic H2 evolution under visible-light irradiation | 2020 |
| 37 | D. Cabaleiro; P. Estelle; J. Fal; S. Hamze; M. Marcos; G. Żyła | Thermal and Physical Characterization of PEG Phase Change Materials Enhanced by Carbon-Based Nanoparticles | 2020 |
| 38 | D. Cabaleiro; P. Estelle; J. Fal; S. Hamze; M. Wanic; G. Żyła | Surface tension of ethylene glycol-based nanofluids containing various types of nitrides | 2020 |
| 39 | G. Budzik; K. Bulanda; J. Fal; K. Grąz; R. Kuzioła; M. Oleksy; J. Sobczak; J. Traciak; G. Żyła | Electrical and Optical Properties of Silicon Oxide Lignin Polylactide (SiO2-L-PLA) | 2020 |
| 40 | G. Żyła | Nanofluids containing low fraction of carbon black nanoparticles in ethylene glycol: An experimental study on their rheological properties | 2020 |
| 41 | M. Afrand; P. Estelle; P. Khoi; P. Minh; N. Phuong; N. Tam; B. Thang; P. Trinh; G. Żyła | Carbon Nanomaterial-Based Nanofluids for Direct Thermal Solar Absorption | 2020 |
| 42 | Y. Feng; D. Jing; O. Mahian; C. Markides; E. Michaelides; P. Norris; L. Qiu; X. Zhang; N. Zhu; G. Żyła | A review of recent advances in thermophysical properties at the nanoscale: From solid state to colloids | 2020 |