Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia: Poznanie podstawowych pojęć z zakresu termodynamiki i ich zastosowań do opisu zjawisk fizycznych i urządzeń technicznych 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	Çengel Y. A.	Introduction to Thermodynamics and Heat Transfer	McGraw-Hil, New York.	1997
2	W. Pudlik	Termodynamika	Skrypt Politechniki Gdańskiej w wersji elektronicznej, Gdańsk.	2011
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.	2000

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 czwarty.

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

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności: Umiejętność pozyskiwania informacji z literatury i samokształcenia się. Potrafi realizować pomiary, opracowywać ich wynik, wykonywać podstawowe obliczenia z włączeniem rachunku różniczkowego.

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 PRK
01	Definiuje podstawowe pojęcia termodynamiki technicznej - pracy, ciepła, entalpi, entropi, znamion, stanu i przemian termodynamicznych dla gazu doskonałego i półdoskonałego.	wykład, laboratorium	zaliczenie cz. pisemna, sprawdzian pisemny, raport pisemny	K_W03+ K_U04+ K_U16+	P6S_KR P6S_UU P6S_WG
02	Zna w zakresie podstawowym zastosowania termodynamiki do analizy odwracalnych i nieodwracalnych zjawisk w systemach otwartych i zamkniętych oraz prawo i lewo bieżnych obiegach gazowych.	wykład, laboratorium	sprawdzian pisemny, raport pisemny, zaliczenie cz. pisemna	K_W03+ K_U04+ K_U16+	P6S_KR P6S_UU P6S_WG
03	Posiada elementarną znajomość podstawowych pojęć z wymiany ciepła podczas przewodzenia, konwekcji swobodnej i wymuszonej oraz promieniowania.	wykład	zaliczenie cz. pisemna	K_W03+ K_U04+ K_U16+	P6S_KR P6S_UU P6S_WG
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+	P6S_UW P6S_WG

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	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, L03-L08	MEK01
4	TK02	System substancji czystej: substancja czysta, faza; Oddziaływania molekuł, stany skupienia, analiza zjawiska izobarycznego, stan nasycenia, stopień suchości, punkt krytyczny, punkt potrójny, wykresy T-v, P-v, P-T; Opis stanu - para mokra, para przegrzana, gaz, gaz rzeczywisty – gaz doskonały; Równanie stanu, równanie Clapeyrona, prawo Awogadro, indywidualna i uniwersalna stała gazowa, współczynnik ściśliwości, równanie van der Waalsa, parametry zredukowane, prawo stanów odpowiednich, inne równania stanu, stała Boltzmanna.	W03,W04,L03-L10	MEK01 MEK02
4	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, wewnętrzne źródła ciepła; Działania mechaniczne, praca mechaniczna, praca granicy systemu, niemechaniczne formy pracy; I Zasada Termodynamiki; Bilans energetyczny układu przepływowego, entalpia, praca techniczna.	W05-W07	MEK01 MEK02 MEK03
4	TK04	Energia cieplna i entalpia: Ciepło właściwe gazów - rzeczywistych, półdoskonałych i doskonałych; związek miedzy ciepłami właściwymi; ciepło molowe gazów wg teorii kinetycznej; Przemiany gazów doskonałych: przemiana politropowa, politropa techniczna, charakterystyczne przemiany gazowe, ich wykresy w układzie P-v, stan termodynamiczny w przemianach, praca i ciepło przemian charakterystycznych; Obiegi: praca i ciepło obiegu, obiegi lewo i prawobrzeżne - właściwości i funkcje, silniki cieplne, pompy ciepła, sprawność i współczynnik efektywności obiegu.	W08-W10,L11-L14	MEK01 MEK02
4	TK05	Procesy odwracalne i nieodwracalne, źródła nieodwracalności, praca w procesach odwracalnych i nieodwracalnych, odwracalny cykl Carnota, sprawność obiegów nieodwracalnych, jakość 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: entropia gazów doskonałych, przemiany charakterystyczne, przemiana izentropowa.	W11-W13	MEK01 MEK02
4	TK06	Gazowe urządzenia energetyczne: obiegi porównawcze, techniczne znaczenie obiegu Carnota; Silniki: silniki tłokowe – obiegi: Otto–Beau de Rochas, Diesla, Seiligera–Sabathe, silniki przepływowe – obiegi: Braytona-Joule`a, Humphreya, regeneracja i carnotyzacja obiegów – obiegi: Braytona-Joule`a, Ericsona, Stirlinga; Pompy cieplne - obieg Joule`a.	W14,W15,L13,L14	MEK02
4	TK07	Wprowadzenie, BHP, analiza błędu pomiaru i szacowanie niepewności pomiarowej.	L01,L02	MEK04
4	TK08	Pomiar ciśnienia – sprawdzanie manometrów, cechowanie mikromanometrów.	L03, L04	MEK01 MEK04
4	TK09	Pomiar temperatury – przyrządy do pomiaru temperatury, cechowanie termometrów.	L05, L06	MEK01 MEK04
4	TK10	Pomiar ilości substancji - masa, objętość, objętość właściwa.	L07,L08	MEK01 MEK04
4	TK11	Wyznaczanie zależności temperatury parowania wody od ciśnienia.	L09,L10	MEK01 MEK02 MEK04
4	TK12	Wyznaczanie wykładnika adiabaty gazów półdoskonałych.	L11,L12	MEK01 MEK02 MEK04
4	TK13	Indykowanie sprężarki tłokowej, analiza wykresów indykatorowych.	L13,L14	MEK02 MEK04

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: 10.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 4)	Przygotowanie do laboratorium: 5.00 godz./sem. Przygotowanie do kolokwium: 10.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.	Dokończenia/wykonanie sprawozdania: 7.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 4)	Przygotowanie do konsultacji: 1.00 godz./sem.	Udział w konsultacjach: 1.00 godz./sem.
Zaliczenie (sem. 4)	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. W trakcie zajęć laboratoryjnych sprawdzane jest realizacja efektu kształcenia MEK04 oraz wybranych zagadnień z zakresu MEK01-MEK03 zgodnie z tematyką treści kształcenia TK07-TK13. 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 TK14 przyporządkowanych do zajęć laboratoryjnych od L03 do L14 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. Gil; E. Smyk; J. Wilk	Time-Averaged Parameters of the Circular Synthetic Jet for Different Dimensionless Stroke Length	2024
2	R. Gałek; P. Gil	Radiator lampy LED	2024
3	P. Dančová; P. Gil; M. Jopek; E. Smyk	The PIV Measurements of Time-Averaged Parameters of the Synthetic Jet for Different Orifice Shapes	2023
4	P. Gil	Flow and heat transfer characteristics of single and multiple synthetic jets impingement cooling	2023
5	R. Gałek; P. Gil; P. Kucharski; M. Markowicz; S. Smoleń; J. Wilk	Experimental Investigations of the LED Lamp with Heat Sink Inside the Synthetic Jet Actuator	2022
6	R. Gałek; P. Gil; Ł. Przeszłowski; E. Smyk	Comparison of the Axial Fan and Synthetic Jet Cooling Systems	2022
7	P. Gil	Czujnik temperatury	2021
8	P. Gil	Dysza z przesłoną, zwłaszcza dla generatora strugi syntetycznej	2021
9	P. Gil	Experimental investigation on heat transfer enhancement of air-cooled heat sink using multiple synthetic jets	2021
10	P. Gil	Generator strugi syntetycznej oraz jego zastosowanie	2021
11	P. Gil	Generator strugi syntetycznej z dyszą oraz sposób sterowania procesem chłodzenia poprzez dyszę generatora strugi syntetycznej	2021
12	P. Gil; J. Wilk	Experimental Investigations of Different Loudspeakers Applied as Synthetic Jet Actuators	2021
13	P. Gil; M. Korzeniowski; J. Wilk	Helmholtz Resonance Frequency of the Synthetic Jet Actuator	2021
14	R. Gałek; P. Gil; Ł. Przeszłowski; E. Smyk	Thermal, flow and acoustic characteristics of the heat sink integrated inside the synthetic jet actuator cavity	2021
15	U. Florek; P. Gil; R. Smusz; M. Szewczyk	Urządzenie do oczyszczania obiektów ruchomych, zwłaszcza do osuszania lub odladzania oraz sposób sterowania tym urządzeniem	2021
16	P. Gil	Wpływ kształtu przekroju poprzecznego dyszy oraz parametrów zasilających na sprawność generatora strugi syntetycznej	2020
17	P. Gil; J. Wilk	Heat transfer coefficients during the impingement cooling with the use of synthetic jet	2020
18	R. Gałek; P. Gil; M. Szewczyk; F. Wolańczyk	Urządzenia energetyczne: laboratorium	2020
19	R. Gałek; P. Gil; R. Smusz; J. Wilk	Centerline heat transfer coefficient distributions of synthetic jets impingement cooling	2020
20	R. Gałek; P. Gil; Ł. Przeszłowski; E. Smyk	Acoustic and Flow Aspects of Novel Synthetic Jet Actuator	2020
21	P. Gil	Bluff body drag control using synthetic jet	2019
22	P. Gil	Dysza generatora strugi syntetycznej oraz sposób sterowania procesem chłodzenia poprzez dyszę generatora strugi syntetycznej	2019
23	P. Gil	Generator strugi syntetycznej oraz jego zastosowanie	2019
24	P. Gil	Performance of special type heat sink with an integrated synthetic jet actuator	2019
25	P. Gil	Przesłona dyszy, zwłaszcza generatora strugi syntetycznej	2019
26	P. Gil; E. Smyk	Synthetic jet actuator efficiency based on the reaction force measurement	2019
27	P. Gil; M. Tychanicz-Kwiecień	Heat transfer performance of a special type heat sink with synthetic jet cooling	2019
28	P. Gil; M. Tychanicz-Kwiecień; J. Wilk	Review of High-Temperature Thermal Insulation Materials	2019
29	P. Gil; R. Smusz; M. Tychanicz-Kwiecień	Performance of thermal insulation fabricated by rapid prototyping technology	2019
30	P. Gil; R. Smusz; M. Tychanicz-Kwiecień	The design of experimental set-up for testing of heat exchangers	2019
31	R. Gałek; P. Gil; A. Mazur; M. Tychanicz-Kwiecień	Wpływ ożebrowania rury na warunki wymiany ciepła przy konwekcji swobodnej w powietrzu	2019
32	U. Florek; P. Gil; R. Smusz; M. Szewczyk	Urządzenie do oczyszczania obiektów ruchomych, zwłaszcza do osuszania lub odladzania oraz sposób sterowania tym urządzeniem	2019