Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia: Poznanie i stosowanie termodynamiki technicznej i wymiany ciepła do opisu zjawisk fizycznych w technice w zakresie tematyki przedstawionej w module; nabycie umiejętności wykonywania niektórych pomiarów cieplnych.

Ogólne informacje o zajęciach: Stanowi wprowadzenie i wyjaśnienie niezbędnego minimum wiadomości z termodynamiki fenomenologicznej w celu opisu zjawisk fizycznych wykorzystywanych w technice. Laboratoria umożliwiają zdobycie praktycznych umiejętności w czasie wykonywania pomiarów.

Materiały dydaktyczne: Materiały w formie papierowej i elektronicznej dostępne u prowadzących zajęcia oraz na stronie www prowadzącego wykłady i laboratoria.

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych

1	Cengel, Yunus A.	Introduction to Thermodynamics and Heat Transfer	McGraw-Hil, New York.	1997
2	W. Pudlik	Termodynamika	Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej Gdańsk.	1998
3	Szargut J.	Termodynamika techniczna	PWN, Warszawa.	2005

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych

1	Praca zbior. pod red. B. Bieniasza	Termodynamika. Laboratorium	Ofic. Wyd. Pol. Rz..	2011
2	Praca zbior. pod red. T.R. Fodemskiego	Pomiary cieplne. Cz. I	WNT.	2001

Literatura do samodzielnego studiowania

1	Charun H.	Podstawy Termodynamiki Technicznej. Wykłady dla nieenergetyków	Politechnika Koszalińska.	2008
2	R. Smusz, J. Wilk, F. Wolańczyk	Termodynamika. Repetytorium	Ofic. Wyd. P.Rz..	2014
3	Madejski J.	Termodynamika techniczna	Oficyna Wydawnicza PRz.	2000

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy/umiejętności/kompetencji społecznych

Wymagania formalne: Wpis na semestr piąty.

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy: Matematyka, Fizyka - poziom studiów technicznych I stopnia; Chemia - poziom szkoły średniej. Znajomość mechaniki ogólnej.

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności: Potrafi pozyskiwać informacje z literatury, dokonywać podstawowych obliczeń z włączeniem rachunku różniczkowego i całkowego, realizować pomiary oraz opracowywać ich wyniki.

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych: Potrafi pracować indywidualnie i w zespole; potrafi podporządkowywać się zasadom pracy w zespole, wykazuje podstawowe zrozumienie odpowiedzialności osobistej i jest aktywny w pogłębianiu wiedzy.

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	Definiuje podstawowe pojęcia termodynamiki technicznej - pracy, ciepła, entalpi, entropi, znamion, stanu i przemian termodynamicznych dla gazu doskonałego.	wykład, laboratorium	zaliczenie cz. pisemna, sprawdzian pisemny, raport pisemny	K_W03+ K_U04+ K_K01+	T1A_W01+ T1A_U05+ T1A_K01+
02	Zna w zakresie podstawowym zastosowania termodynamiki do analizy odwracalnych i nieodwracalnych zjawisk w systemach otwartych i zamkniętych oraz prawo i lewo bieżnych obiegach.	wykład, laboratorium	sprawdzian pisemny, raport pisemny, zaliczenie cz. pisemna	K_W03+ K_U04+ K_K01+	T1A_W01+ T1A_U05+ T1A_K01+
03	Ma elementarną znajomość podstawowych pojęć z wymiany ciepła podczas przewodzenia, konwekcji swobodnej i wymuszonej oraz promieniowania.	wykład	zaliczenie cz. pisemna	K_W03+ K_U04+ K_K01+	T1A_W01+ T1A_U05+ T1A_K01+
04	Objaśnia zasadę pomiaru, wykonuje pomiary wybranych wielkości fizycznych istotnych w termodynamice i ocenia wartość ich niepewności.	laboratorium	sprawdzian pisemny, raport pisemny	K_W09+ K_U01+ K_U06+	T1A_W03+ T1A_U01+ T1A_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
5	TK01	Podstawy termodynamiki fenomenologicznej: Energia, formy energii, przekształcenia energii; Substancja, ilość substancji, liczba Avogadra; Zamknięty i otwarty system termodynamiczny; Stan termodynamiczny, znamiona termodynamiczne, ciśnienie, temperatura, funkcje stanu, równowaga, Zerowa Zasada Termodynamiki; Przemiana termodynamiczna, zjawiska quasi-statyczne, proces termodynamiczny, funkcje przemiany i obieg termodynamiczny.	W01-W02, L02-L05	MEK01
5	TK02	System substancji czystej: substancja czysta, faza; Oddziaływania molekuł, stany skupienia, analiza zjawiska izobarycznego, stan nasycenia, punkt krytyczny, punkt potrójny, wykresy T-v, p-T; Opis stanu: równanie stanu, gaz rzeczywisty – gaz doskonały; równanie Clapeyrona, prawo Awogadro, indywidualna i uniwersalna stała gazowa, współczynnik sciśliwości.	W03	MEK01 MEK02
5	TK03	Zasada Zachowania Energii: Działania termiczne, ciepło, system adiabatyczny, wymiana ciepła, przewodzenie, prawo Fouriera, równanie przewodzenia jednowymiarowego, konwekcja, prawo Newtona, konwekcja swobodna i wymuszona, przenikanie ciepła, promieniowanie termiczne, emisja i absorpcja promieniowania; Działania mechaniczne, praca mechaniczna, praca granicy systemu, niemechaniczne formy pracy; I Zasada Termodynamiki; Bilans energetyczny układu przepływowego, entalpia, praca techniczna.	W04,W05	MEK01 MEK02 MEK03
5	TK04	Energia cieplna i entalpia: Ciepło właściwe gazów - doskonałych; związek miedzy ciepłami właściwymi; Przemiany gazów: przemiana politropowa, politropa techniczna, charakterystyczne przemiany gazowe, ich wykresy w układzie P-v, praca i ciepło przemian charakterystycznych; Obiegi: praca i ciepło obiegu, obiegi lewo i prawobrzeżne - właściwości i funkcje, silniki cieplne, pompy ciepła, sprawność i współczynnik wydajności obiegu.	W06-W07, L06	MEK01 MEK02
5	TK05	Procesy odwracalne i nieodwracalne, źródła nieodwracalności, praca w procesach odwracalnych i nieodwracalnych, odwracalny cykl Carnota, sprawność obiegów nieodwracalnych, jakość źródeł energii, termodynamiczna skala temperatury; II Zasada Termodynamiki: silniki cieplne – sformułowanie Kelvina-Plancka, pompy cieplne – sformułowanie Clausiusa, perpetuum mobile; Entropia i jej właściwości: nierówność Clausiusa, definicja entropii, zmiana entropii systemu, bilans entropii - przenoszenie i generowanie entropii, układ T-s, zasada wzrostu entropii, fizyczny sens entropii, zastosowania pojęcia entropii; Układ T-s dla gazów doskonałych: przemiany charakterystyczne, przemiana izentropowa.	W08,W09	MEK01 MEK02
5	TK06	Gazowe urządzenia energetyczne: obiegi porównawcze, techniczne znaczenie obiegu Carnota; Silniki: silniki tłokowe – obiegi: Otto–Beau de Rochas, Diesla, Seiligera–Sabathe, silniki przepływowe – obieg Braytona-Joule`a; Pompy cieplne - obieg Joule`a.	W10	MEK02
5	TK07	Wprowadzenie, BHP, analiza błędu pomiaru i szacowanie niepewności pomiarowej.	L01	MEK04
5	TK08	Pomiar ciśnienia – sprawdzanie manometrów, cechowanie mikromanometrów.	L02-L03	MEK01 MEK04
5	TK09	Pomiar temperatury – przyrządy do pomiaru temperatury, cechowanie termometrów, wyznaczanie dynamicznej charakterystyki czujników.	L04-L05	MEK01 MEK04
5	TK10	Wyznaczanie wykładnika adiabaty gazów półdoskonałych.	L06	MEK01 MEK02 MEK04

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 5)		Godziny kontaktowe: 10.00 godz./sem.	Uzupełnienie/studiowanie notatek: 4.00 godz./sem. Studiowanie zalecanej literatury: 15.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 5)	Przygotowanie do laboratorium: 6.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 6.00 godz./sem.	Dokończenia/wykonanie sprawozdania: 6.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 5)	Przygotowanie do konsultacji: 1.00 godz./sem.	Udział w konsultacjach: 1.00 godz./sem.
Zaliczenie (sem. 5)	Przygotowanie do zaliczenia: 10.00 godz./sem.	Zaliczenie pisemne: 1.00 godz./sem.

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład	Obecność na wykładach jest obowiązkowa i może być sprawdzana. Po zrealizowaniu wszystkich modułowych treści kształcenia odbędzie się kolokwium zaliczeniowe. W trakcie kolokwium zaliczeniowego student pisemnie odpowiada na pięć pytań, po dwa z zakresu modułowych efektów kształcenia MEK01 i MEK02 oraz jedno z MEK03. Odpowiedź na każde pytanie oceniane jest w skali od 0 do 5 punktów. Aby zaliczyć należy uzyskać minimum 10 punktów, a 22 i więcej punktów oznacza ocenę najwyższą. Pomiędzy 14 i 21 punktów stosowana jest skala liniowa.
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. Do ćwiczenia laboratoryjnych student jest zobowiązany przygotować się z materiału, którego zakres odpowiada treści kształcenia od TK08 do TK10 przyporządkowanych do zajęć laboratoryjnych od L02 do L06 i zdefiniowanych w harmonogramie podanym na pierwszym zajęciach lub przez prowadzącego ćwiczenia laboratoryjne na poprzednich zajęciach. Przygotowanie do ćwiczeń może być sprawdzone przed ćwiczeniem w formie kilkuminutowego sprawdzianu (od 1 do 10 pytań opisowych lub testowych) sprawdzających realizacje efektów kształcenia MEK04, MEK01 i MEK02. Zaliczenie sprawdzianu wymaga uzyskania minimum 40% punktów. Ocenę maksymalną uzyskać można od minimum 85% punktów, a pomiędzy 55% i 90% punktów stosowana jest skala liniowa. Rażąca niewiedza może skutkować niedopuszczeniem do ćwiczenia. Każdy sprawdzian musi być zaliczony, a każde laboratorium odrobione. Z każdego ćwiczenia student zobowiązany jest sporządzić sprawozdanie służące do oceny realizacji modułowego efektu kształcenia MEK04, którego zakres określa prowadzący po wykonaniu ćwiczenia. Sprawozdanie zostanie przyjęte, jeżeli będzie poprawne pod względem formalnym, a jego zawartość merytoryczna zostanie przedstawiona w zadowalający sposób. Sprawozdanie jest oceniane i możne skorygować punktację ze sprawdzianu o ± 15 punktów procentowych. Zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych nastąpi po zaliczeniu wszystkich sprawdzianów i oddaniu wszystkich sprawozdań. Ocena końcowa z zaliczenia zajęć laboratoryjnych jest średnią z wszystkich ocen uzyskanych w trakcie semestru.
Ocena końcowa	Ocena końcowa jest średnią ważoną ocen z wagami odpowiednio: 60% kolokwium zaliczeniowe i 40% laboratorium. Zaliczenie kolokwium zaliczeniowego w terminie poprawkowym obniża ocenę końcową o co najmniej pół stopnia.

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	P. Bałon; B. Kiełbasa; E. Rejman; R. Smusz; G. Szeliga	The Process of Bending Pipes for Components of Aircraft Frames and Trusses	2024
2	P. Bałon; B. Kiełbasa; M. Kloc; E. Rejman; R. Smusz; A. Szęszoł	Proces dynamicznej selekcji materiałów metalicznych wraz z ich konsolidacją	2024
3	M. Kmiotek; R. Smusz	Effect of thin obstacles heights on heat transfer and flow characteristics in microchannels	2023
4	P. Bałon; B. Kiełbasa; E. Rejman; R. Smusz	Research on the impact of various coating types on parts wear of certain injection pump elements	2023
5	P. Bałon; B. Kiełbasa; Ł. Kowalski; R. Smusz	Thermal Performance of the Thermal Storage Energy With Phase Change Material	2023
6	P. Bałon; M. Bembenek; B. Kiełbasa; W. Koszela; E. Rejman; R. Smusz	The Influence of Structuring Surfaces and Slide Burnishing on Tribological Properties	2023
7	P. Bałon; M. Bembenek; B. Kiełbasa; Ł. Kowalski; E. Rejman; R. Smusz	Experimental and Numerical Characterizataion of Thermal Bridges in Windows	2023
8	P. Cichosz; M. Drajewicz; M. Góral; A. Majka; W. Nowak; J. Sęp; R. Smusz	Design of Newly Developed Burner Rig Operating with Hydrogen Rich Fuel Dedicated for Materials Testing	2023
9	R. Filip; R. Smusz; J. Wilk	Experimental investigations on thermal diffusivity of heterogeneous materials	2023
10	P. Bałon; B. Kiełbasa; E. Rejman; R. Smusz	Comparison of the open and closed profile in the PVC profiles of a window frame	2022
11	P. Bałon; B. Kiełbasa; E. Rejman; R. Smusz	Experimental tests of window joinery in the scope of meeting technical requirements	2022
12	P. Bałon; B. Kiełbasa; E. Rejman; R. Smusz	Influence of the shape of reinforcing window profiles on the strength and torsional stiffness of windows	2022
13	P. Bałon; B. Kiełbasa; E. Rejman; R. Smusz	Operational tests of a distributor injection pump	2022
14	P. Bałon; B. Kiełbasa; E. Rejman; R. Smusz	Research on the influence of machining parameters in HSC technology in the automotive industry	2022
15	P. Bałon; B. Kiełbasa; E. Rejman; R. Smusz	Using HSM Technology in Machining of Thin-Walled Aircraft Structures	2022
16	P. Bałon; B. Kiełbasa; E. Rejman; R. Smusz; G. Szeliga	Experimental studies of thin-walled aircraft structures	2022
17	P. Bałon; B. Kiełbasa; E. Rejman; R. Smusz; G. Szeliga	The use of thin-walled milling in the technological production processes of aviation structural elements	2022
18	P. Bałon; B. Kiełbasa; S. Noga; E. Rejman; R. Smusz; J. Szostak	Analytical and Numerical Analysis of Injection Pump (Stepped) Shaft Vibrations Using Timoshenko Theory	2022
19	P. Bałon; B. Kiełbasa; Ł. Kowalski; R. Smusz	Case Study on the Influence of Forming Parameters on Complex Shape Part Deformation	2022
20	P. Bałon; E. Geurts; B. Kiełbasa; E. Rejman; R. Smusz; G. Szeliga	Stability analysis of high speed cutting in application to aluminum alloys	2022
21	S. Grosicki; R. Smusz; J. Wilk	Mass/Heat Transfer Analogy Method in the Research on Convective Fluid Flow through a System of Long Square Mini-Channels	2022
22	M. Markowicz; R. Smusz; E. Smyk	Experimental study of the LED lamp	2021
23	U. Florek; P. Gil; R. Smusz; M. Szewczyk	Urządzenie do oczyszczania obiektów ruchomych, zwłaszcza do osuszania lub odladzania oraz sposób sterowania tym urządzeniem	2021
24	W. Frącz; G. Janowski; R. Smusz; M. Szumski	The Influence of Chosen Plant Fillers in PHBV Composites on the Processing Conditions, Mechanical Properties and Quality of Molded Pieces	2021
25	N. Bałon; P. Bałon; J. Cieślik; B. Kiełbasa; Ł. Kowalski; E. Rejman; R. Smusz; J. Szostak; A. Świątoniowski	Zastosowanie cienkościennych konstrukcji integralnych w lotnictwie na przykładzie projektu SAT-AM	2020
26	P. Bałon; B. Kiełbasa; Ł. Kowalski; E. Rejman; R. Smusz; J. Szostak; A. Świątoniowski	Stress Concentration Analysis of the Injection Pump Shaft	2020
27	P. Bałon; J. Cieślik; B. Kiełbasa; Ł. Kowalski; E. Rejman; R. Smusz; J. Szostak; A. Świątoniowski	Thin-walled Integral Constructions in Aircraft Industry	2020
28	P. Bałon; J. Cieślik; B. Kiełbasa; Ł. Kowalski; E. Rejman; R. Smusz; J. Szostak; A. Świątoniowski; J. Wilk	Thermal Stratification in the Storage Tank	2020
29	P. Bałon; J. Cieślik; Ł. Halama; B. Kiełbasa; T. Lach; M. Lesiński; D. Łajczak; E. Rejman; R. Smusz	Process of manufacturing a tailpipe shape by cold forming in automotive industry	2020
30	R. Gałek; P. Gil; M. Szewczyk; F. Wolańczyk	Urządzenia energetyczne: laboratorium	2020
31	R. Gałek; P. Gil; R. Smusz; J. Wilk	Centerline heat transfer coefficient distributions of synthetic jets impingement cooling	2020
32	T. Bednarczyk; G. Chmiel; R. Filip; R. Smusz; J. Wilk	Experimental investigations on graphene oxide/rubber composite thermal conductivity	2020
33	P. Bałon; A. Burek; B. Kiełbasa; A. Kochman; E. Rejman; R. Smusz	Badania koncentracji naprężeń w wałku wysokociśnieniowej pompy wtryskowej	2019
34	P. Bałon; B. Kiełbasa; E. Rejman; R. Smusz; J. Szostak	Formowanie pojemników na materiały PCM metodą hydrotechniczną z elastomerem	2019
35	P. Bałon; B. Kiełbasa; Ł. Kowalski; E. Rejman; R. Smusz; J. Szostak; A. Świątoniowski	Efekt sprężynowania belki zderzaka samochodu osobowego dla metody formowania na zimno i na gorąco	2019
36	P. Bałon; B. Kiełbasa; Ł. Kowalski; E. Rejman; R. Smusz; J. Szostak; A. Świątoniowski	The application of thin-walled integral constructions in aviation as exemplified by the SAT-AM project	2019
37	P. Bałon; J. Cieślik; B. Kiełbasa; E. Rejman; R. Smusz; J. Szostak	A process of forming austenitic steel using a rubber membrane and oil	2019
38	P. Bałon; J. Cieślik; B. Kiełbasa; E. Rejman; R. Smusz; J. Szostak	Comparison of springback value of the selected structure element for cold forming and hot forming methods	2019
39	P. Gil; R. Smusz; M. Tychanicz-Kwiecień	Performance of thermal insulation fabricated by rapid prototyping technology	2019
40	P. Gil; R. Smusz; M. Tychanicz-Kwiecień	The design of experimental set-up for testing of heat exchangers	2019
41	R. Smusz; J. Wilk	Liczby kryterialne w charaktersytyce wężownicowego wymiennika ciepła	2019
42	U. Florek; P. Gil; R. Smusz; M. Szewczyk	Urządzenie do oczyszczania obiektów ruchomych, zwłaszcza do osuszania lub odladzania oraz sposób sterowania tym urządzeniem	2019