Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia: Poznanie i stosowanie termodynamiki do opisu zjawisk fizycznych w procesach technologicznych w zakresie tematyki przedstawionej w module.

Ogólne informacje o zajęciach: Stanowi wprowadzenie i wyjaśnienie niezbędnego minimum wiadomości z termodynamiki w oparciu o formalistykę fenomenologiczną.

Materiały dydaktyczne: Materiały w formie elektronicznej podane na stronie www prowadzącego wykłady i laboratoria.

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych

1	Madejski J	Termodynamika techniczna	Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.	2000
2	Smusz R., Wilk J., Wolańczyk F.	Termodynamika. Repetytorium	Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.	2010
3	Szymański W., Wolańczyk F.	Termodynamika powietrza wilgotnego	Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.	2014
4	Pudlik Wiesław	Termodynamika	Oficyna Wyd. Politechniki Gdańskiej.	2011

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych

1	Praca zbior. pod red. P. Gil,	Termodynamika. Pomiary	Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.	2018
2	Praca zbior. pod red. B. Bieniasza	Termodynamika. Laboratorium	Ofic. Wyd. Pol. Rz..	2011
3	Wolańczyk F.	Termodynamika. Przykłady i zadania	Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.	2019
4	Praca zbiorowa	Termodynamika. Laboratorium. Materiały pomocnicze	Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.	2018
5	Praca zbior. pod red. T.R. Fodemskiego	Pomiary cieplne. Cz. I	WNT.	2001
6	Szargut J., Guzik A., Górniak H.	Zadania z termodynamiki technicznej	Wyd. Pol. Śląskiej.	2011
7	Pudlik W. red.	Termodynamika. Zadania i przykłady obliczeniowe	Oficyna Wyd. Politechniki Gdańskiej.	2008
8	Artur Gutkowski, Tadeusz Kapusta	ZBIÓR ZADAŃ z termodynamiki technicznej	WYDAWNICTWO POLITECHNIKI ŁÓDZKIEJ .	2014

Literatura do samodzielnego studiowania

1

Charun

Podstawy Termodynamiki Technicznej. Wykłady dla nieenergetyków.

Politechnika Koszalińska.

2008

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy/umiejętności/kompetencji społecznych

Wymagania formalne: Wpis na semestr piąty.

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy: Znajomość rachunku różniczkowego i całkowego. Znajomość mechaniki płynów i mechaniki ogólnej.

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności: Umie pozyskiwać informację z literatury źródłowej, dokształcać się samodzielnie i obliczać pochodne i całki.

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych: Aktywny w ciągłym pogłębianiu wiedzy z zagadnień 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 PRK
01	Definiuje podstawowe pojęcia termodynamiki technicznej i zna podstawowe techniki metrologiczne ciśnienia i temperatury. Posiada umiejętność prowadzenia badań naukowych.	wykład, laboratorium	sprawdzian pisemny, raport pisemny, zaliczenie cz. pisemna	K_W02+ K_W04+ K_W08+ K_U01+ K_U04+ K_U09+ K_K01+ K_K03+	P6S_KO P6S_UK P6S_UO P6S_UW P6S_WG
02	Rozróżnia podstawowe przemiany termodynamiczne odwracalne od nieodwracalnych dla systemu otwartego i zamkniętego.	wykład	zaliczenie cz. pisemna, zaliczenie cz. ustna	K_W02+ K_W04+ K_U01+ K_K01+	P6S_KO P6S_UW P6S_WG
03	Zna pojęcie pracy, ciepła oraz umie obliczać wartości liczbowe pracy, ciepła poszczególnych przemian dla gazu doskonałego i półdoskonałego oraz potrafi przedstawić przemiany w układzie Clapeyrona i Belpaira.	wykład, ćwiczenia rachunkowe	kolokwium, zaliczenie cz. pisemna	K_W02+ K_W04+ K_W08+ K_U01+ K_U04+ K_K01+ K_K03+	P6S_KO P6S_UK P6S_UO P6S_UW P6S_WG
04	Zna zastosowanie termodynamiki w analizie prawobieżnych i lewobieżnych obiegów gazowych i parowych. Zna techniczną teorię spalania i podstawowe wiadomości z zakresu spalania.	wykład, ćwiczenia rachunkowe	zaliczenie cz. pisemna	K_W02+ K_W04+ K_U01+ K_U04+ K_K01+ K_K03+	P6S_KO P6S_UK P6S_UO P6S_UW P6S_WG
05	Ma znajomość zastosowań pojęć termodynamiki do powietrza wilgotnego i zna techniki pomiarowe parametrów powietrza wilgotnego. Posiada umiejętność prowadzenia badań naukowych.	wykład, laboratorium	sprawdzian pisemny, raport pisemny	K_W02+ K_W04+ K_W08+ K_U01+ K_U04+ K_U09+ K_K01+ K_K03+	P6S_KO P6S_UK P6S_UO P6S_UW P6S_WG
06	Rozumie różnice jakościowe w wymianie ciepła tak przez przewodzenia jak i konwekcję czy przez promieniowanie.	wykład	zaliczenie cz. pisemna	K_W02+ K_W04+ K_U01+ K_K01+	P6S_KO 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
5	TK01	1. Podstawy termodynamiki fenomenologicznej; pojęcia podstawowe: system substancjalny, jego stan i zmiany stanu. 2. Działania mechaniczne; równowaga, zjawiska quasistatyczne, praca, obiegi, działania termiczne – ciepło. Zasada Zachowania Energii, I Zasada Termodynamiki, Zerowa Zasada Termodynamiki, źródła ciepła. 3. Zjawiska niequasistatyczne. II Zasada Termodynamiki, odwracalny obieg Carnota, perpetuum mobile II rodzaju, odwracalność. Entropia i jej właściwości; zachowanie się entropii w zjawiskach nieodwracalnych. Skale temperatury. 4. Gaz doskonały; Zasada stanu, termiczne i kaloryczne równanie stanu i pochodzenie równań stanu. Najprostsze przemiany gazowe i ich wykresy w układzie p-v oraz T-s. 5. System otwarty substancji czystej, entalpia, tożsamości termodynamiczne. Urządzenia przepływowe, praca techniczna. Dławienie. 6. System zamknięty wieloskładnikowy, wielofazowy; udziały składników, warunki równowagi fazowej, reguła faz Gibbsa. Mieszaniny gazowe; prawo Daltona, ciśnienie cząstkowe, termiczne i kaloryczne równanie stanu mieszanin. 7. System substancji czystej; analiza zjawiska izobarycznego – pojęcia podstawowe, wykresy, np.: T-h, T-p, p-v, T-s, lg p-h. Para nasycona; stopień suchości. Wykres h-s, tablice. 8. Gazy wilgotne; określenie stanu. Punkt rosy. Wykres i-X. Problemy: obliczanie objętości, ogrzewanie lub chłodzenie izobaryczne przy X=const. 9. Gazy rzeczywiste; równanie gazu van der Waalsa. Uniwersalne równanie gazu van der Waalsa. 10. Sprężarka tłokowa; wykres indykatorowy, politropa. Obliczanie strumienia gazu – sprawność objętościowa. Obliczanie mocy silnika napędzającego – sprawność izotermiczna. 11. Spalanie paliw; wartość opałowa i ciepło spalania. Niekonwencjonalne źródła energii. Problemy: obliczanie ilości powietrza i spalin, składu spalin, i temperatury spalin. Sprawność kotła. 12. Podstawy termoekonomiki – pojęcia podstawowe: otoczenie bierne, egzergia źródła substancji. Ocena: dławienia, atermicznych maszyn wirnikowych (turbiny i sprężarki). Prawo Gouy’a – Stodoli. Analiza prawobieżnych urządzeń obiegowych na przykładzie siłowni gazowych; obieg Joule’a i jego sprawność termiczna. 13. Siłownie parowe; obieg Clausiusa-Rankine’a. Karnotyzacja i podział na stopnie. 14. Analiza parowych urządzeń obiegowych lewobieżnych; chłodziarka sprężarkowa, pompa grzejna. 15. Wymiana ciepła. Przewodzenie. Prawo Fouriera. Równanie przewodzenia jednowymiarowego. Prawo Newtona. Ustalone przewodzenie jednowymiarowe: płaska ścianka, cylindryczna. Przenikanie ciepła. Prawo Pecleta. Promieniowanie ciepła.	W01- W15	MEK01 MEK02 MEK03 MEK04 MEK05 MEK06
5	TK02	1. Stan systemu, jednostki. Temperatura, zerowa zasada termodynamiki. 2. Bilans energii, termiczne i kaloryczne równanie stanu. 3. Praca systemu prostego. Praca techniczna. Stan gazu doskonałego. 4. Przemiany gazów doskonałych i ich mieszanin - system zamknięty. 5. Przemiany gazów doskonałych i ich mieszanin - system otwarty. 6. Obiegi termodynamiczne prawobieżne i lewobieżne, odwracalne i nieodwracalne. 7. Obliczanie pracy i ciepła w przemianach pary wodnej. Korzystanie z tablic i wykresów cieplnych. 8. Obieg parowy Clausiusa-Rankine’a prawobieżny i lewobieżny. 9. Gazy wilgotne na przykładzie powietrza wilgotnego. Obliczanie zmian parametrów powietrza podczas izobarycznych przemian. 10. Obliczanie zapotrzebowania powietrza i powstałych spalin podczas spalania paliw gazowych ciekłych i stałych. Temperatura spalin.	C01- C10	MEK03 MEK04
5	TK03	1. Wprowadzenie, BHP, niedokładność pomiaru. 2. Pomiar ciśnienia – sprawdzanie manometrów. 3. Pomiar ciśnienia – cechowanie mikromanometrów. 4. Pomiar temperatury – cechowanie termometrów. 5. Pomiar temperatury – wyznaczanie dynamicznej charakterystyki czujników. 6. Pomiar temperatury – przyrządy do pomiaru temperatury. 7. Wyznaczanie wykładnika adiabaty 8. Pomiar wilgotności powietrza	L01- L15	MEK01 MEK05

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 5)	Przygotowanie do kolokwium: 10.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.	Uzupełnienie/studiowanie notatek: 7.00 godz./sem. Studiowanie zalecanej literatury: 15.00 godz./sem.
Ćwiczenia/Lektorat (sem. 5)	Przygotowanie do ćwiczeń: 10.00 godz./sem. Przygotowanie do kolokwium: 10.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 10.00 godz./sem.	Dokończenia/studiowanie zadań: 8.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 5)	Przygotowanie do laboratorium: 10.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.	Dokończenia/wykonanie sprawozdania: 8.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 5)
Egzamin (sem. 5)	Przygotowanie do egzaminu: 30.00 godz./sem.

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład	Zaliczenie pisemne oceniające od MEK01 do MEK06 - 3 pytania problemowe po max 2 pkt. Punktacja i ocena końcowa: (3 pkt) - 3,0, (3,5pkt) - 3,5, (4 pkt) - 4,0, (4,5pkt) - 4,5, (5-6 pkt) - 5,0.. Do egzaminu może przystąpić student posiadający zaliczenia z ćwiczeń.
Ćwiczenia/Lektorat	Dwa sprawdziany zawierające po jednym zadaniu do rozwiązania. Wymagane minimum 50% pozytywnie rozwiązanego zadania.
Laboratorium	Pozytywne zaliczenie wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych zgodnie z wymogami regulaminu laboratorium. Ocena z laboratorium jest średnią z wszystkich ocen ćwiczeń laboratoryjnych.
Ocena końcowa	Jest oceną z sumy 50% oceny za wykład, 25% oceny za ćwiczenia i 25% z oceny za laboratorium.

Przykładowe zadania

Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia
(-)

Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych
(-)

Inne
(-)

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

Dostępne materiały : Studenci podczas zaliczenia ćwiczeń mogą korzystać z tablic i wykresów wg. wskazań prowadzącego.

Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi: tak

1	F. Wolańczyk	Biopaliwa - pozyskiwanie i stosowanie	2022
2	R. Gałek; P. Gil; M. Szewczyk; F. Wolańczyk	Urządzenia energetyczne: laboratorium	2020