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 w oparciu o formalistykę fenomenologiczną. 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	Pudlik Wiesław	Termodynamika	Oficyna Wyd. Politechniki Gdańskiej.	2011
2	Szargut Jan	Termodynamika	PWN.	2017
3	Yunus A. Cengel, Michael A. Boles	Thermodynamics an engineering approach	McGraw-Hill Science, 5th ed..	2004
4	Wiśniewski S., Wiśniewski T.	Wymiana ciepła	Warszawa : Wydaw. WNT,.	2014

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych

1	Praca zbior. pod red. P. Gil,	Termodynamika. Pomiary	Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.	2018
2	Gałek R., Gil P., Grosicki S., Smusz R., Szewczyk M., Tychanicz M., Wilk J., Wolańczyk F.,	Termodynamika. Laboratorium. Materiały pomocnicze	Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.	2017
3	Grosicki S., Smusz., Wilk J., Wolańczyk F.,	Wymiana ciepła, eksperymenty	Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.	2015
4	Praca zbior. pod red. T.R. Fodemskiego	Pomiary cieplne. Cz. I	WNT.	2000

Literatura do samodzielnego studiowania

1	Charun	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 trzeci.

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

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności: Potrafi pozyskiwać informacje z literatury, dokonywać podstawowych obliczeń z włączeniem rachunku różniczkowego i całkowego, realizować pomiary wielkości elektrycznych.

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

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	Zna podstawowe pojęcia termodynamiki technicznej - pracy, ciepła, znamion i przemian termodynamicznych dla gazu doskonałego i półdoskonałego.	wykład, laboratorium	zaliczenie cz. pisemna, sprawdzian pisemny, raport pisemny	K_W02+ K_W05+++	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.	wykład, laboratorium	sprawdzian pisemny, raport pisemny, zaliczenie cz. pisemna	K_W02+ K_W05+++	P6S_WG
03	Ma znajomość podstawowych pojęć z wymiany ciepła podczas przewodzenia, konwekcji swobodnej i wymuszonej oraz promieniowania.	wykład	zaliczenie cz. pisemna	K_W02+ K_W05+++	P6S_WG
04	Potrafi zaplanować i przeprowadzić badania naukowe, objaśnia zasadę pomiaru, wykonuje pomiary wybranych wielkości fizycznych istotnych w termodynamice i ocenia wielkość ich niepewności.	laboratorium	sprawdzian pisemny, raport pisemny	K_U07+	P6S_UW
05	Potrafi pozyskiwać informacje z literatury niezbędne do przygotowania się do zajęć laboratoryjnych.	laboratorium	Sprawdzian przed realizacją ćwiczeń laboratoryjnych.	K_U01+	P6S_UW
06	Rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się,potrafi organizować proces uczenia innych podczas zespołowo realizowanych eksperymentów.	laboratorium	obserwacja pracy zespołowej studentów	K_U04+	P6S_UU

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
3	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, zjawiska quasi-statyczne, proces, funkcje przemiany i obieg termodynamiczny.	W01,W02, L03-L10	MEK01
3	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, P-T-v; 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
3	TK03	Zasada Zachowania Energii: Działania termiczne, ciepło, system adiabatyczny, wymiana ciepła, przewodzenie, konwekcja, promieniowanie, wewnętrzne źródła ciepła; Działania mechaniczne, praca mechaniczna, praca granicy systemu, niemechaniczne formy pracy; I Zasada Termodynamiki; Bilans energetyczny układu przepływowego, entalpia, praca techniczna.	W05,W06	MEK01 MEK02 MEK03
3	TK04	Energia cieplna i entalpia: Ciepło właściwe gazów - rzeczywistych, półdoskonałych i doskonałych; związek miedzy ciepłami właściwymi; ciepło molowe gazów wg teorii kinetycznej; Przemiany gazów: 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 wydajności obiegu.	W07,W08,L11-L12	MEK01 MEK02
3	TK05	Procesy odwracalne i nieodwracalne, źródła nieodwracalności, praca w procesach odwracalnych i nieodwracalnych, odwracalny cykl Carnota, sprawność i współczynnik wydajności 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: entropia gazów doskonałych, przemiany charakterystyczne, przemiana izentropowa.	W09-W11	MEK01 MEK02
3	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.	W12,W13	MEK02
3	TK07	Wymiana ciepła: Konwekcja wymuszona: mechanizm konwekcji wymuszonej, równanie Newtona, hydrauliczna warstwa przyścienna, przepływ laminarny i turbulentny, liczba Reynoldsa, termiczna warstwa przyścienna, liczba Prandtla, liczba Nusselta, równania kryterialne; Intensyfikacja wymiany ciepła; Konwekcja swobodna: mechanizm konwekcji swobodnej, liczba Grashofa i Rayleigha, konwekcja swobodna na powierzchni i w przestrzeniach zamkniętych; Przewodzenie: prawo Fouriera, przewodność cieplna, dyfuzyjność cieplna, wpływ budowy materiału, ustalone przewodzenie przez płaską płytę, przenikanie ciepła, opory cieplne, ściana wielowarstwowa; Wymienniki ciepła; Promieniowanie: mechanizm wymiany ciepła przez promieniowanie; ciało doskonale czarne, prawo Stefana-Bltzmanna, prawo Plancka; właściwości ciał, emisyjność, absorbcyjność, refleksyjność, przepuszczalność, wymiana ciepła przez promieniowanie.	W14,W15,L13,L14	MEK01 MEK02
3	TK08	Wprowadzenie, BHP, analiza błędu pomiaru i szacowanie niepewności pomiarowej.	L01,L02	MEK04
3	TK09	Pomiar ciśnienia – sprawdzanie manometrów, cechowanie mikromanometrów.	L03, L04	MEK01 MEK04 MEK05 MEK05 MEK06 MEK06
3	TK10	Pomiar temperatury – przyrządy do pomiaru temperatury, cechowanie termometrów.	L05, L06	MEK01 MEK04 MEK05 MEK06
3	TK11	Pomiar ilości substancji - masa, objętość, objętość właściwa.	L07,L08	MEK02 MEK04 MEK05 MEK06
3	TK12	Wyznaczanie zależności temperatury parowania wody od ciśnienia.	L09,L10	MEK01 MEK04 MEK05 MEK06
3	TK13	Wyznaczanie wykładnika adiabaty gazów półdoskonałych.	L11,L12	MEK01 MEK04 MEK05 MEK06
3	TK14	Pomiar przewodności cieplnej ciał stałych aparatem płytowym.	L13,L14	MEK01 MEK04 MEK05 MEK06

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 3)		Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.	Studiowanie zalecanej literatury: 5.00 godz./sem.
Laboratorium (sem. 3)	Przygotowanie do laboratorium: 10.00 godz./sem. Przygotowanie do kolokwium: 5.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 15.00 godz./sem.	Dokończenia/wykonanie sprawozdania: 20.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 3)		Udział w konsultacjach: 2.00 godz./sem.
Zaliczenie (sem. 3)	Przygotowanie do zaliczenia: 5.00 godz./sem.	Zaliczenie pisemne: 1.00 godz./sem.

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład	Zaliczenie pisemne oceniające od MEK01 do MEK05 - 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.
Laboratorium	Pozytywne zaliczenie wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych zgodnie z wymogami regulaminu laboratorium. Ocena z laboratorium jest średnią z wszystkich ocen ćwiczeń laboratoryjnych.
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	F. Wolańczyk	Biopaliwa - pozyskiwanie i stosowanie	2022
6	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
7	R. Gałek; P. Gil; Ł. Przeszłowski; E. Smyk	Comparison of the Axial Fan and Synthetic Jet Cooling Systems	2022
8	P. Gil	Czujnik temperatury	2021
9	P. Gil	Dysza z przesłoną, zwłaszcza dla generatora strugi syntetycznej	2021
10	P. Gil	Experimental investigation on heat transfer enhancement of air-cooled heat sink using multiple synthetic jets	2021
11	P. Gil	Generator strugi syntetycznej oraz jego zastosowanie	2021
12	P. Gil	Generator strugi syntetycznej z dyszą oraz sposób sterowania procesem chłodzenia poprzez dyszę generatora strugi syntetycznej	2021
13	P. Gil; J. Wilk	Experimental Investigations of Different Loudspeakers Applied as Synthetic Jet Actuators	2021
14	P. Gil; M. Korzeniowski; J. Wilk	Helmholtz Resonance Frequency of the Synthetic Jet Actuator	2021
15	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
16	U. Florek; P. Gil; R. Smusz; M. Szewczyk	Urządzenie do oczyszczania obiektów ruchomych, zwłaszcza do osuszania lub odladzania oraz sposób sterowania tym urządzeniem	2021
17	P. Gil	Wpływ kształtu przekroju poprzecznego dyszy oraz parametrów zasilających na sprawność generatora strugi syntetycznej	2020
18	P. Gil; J. Wilk	Heat transfer coefficients during the impingement cooling with the use of synthetic jet	2020
19	R. Gałek; P. Gil; M. Szewczyk; F. Wolańczyk	Urządzenia energetyczne: laboratorium	2020
20	R. Gałek; P. Gil; R. Smusz; J. Wilk	Centerline heat transfer coefficient distributions of synthetic jets impingement cooling	2020
21	R. Gałek; P. Gil; Ł. Przeszłowski; E. Smyk	Acoustic and Flow Aspects of Novel Synthetic Jet Actuator	2020
22	P. Gil	Bluff body drag control using synthetic jet	2019
23	P. Gil	Dysza generatora strugi syntetycznej oraz sposób sterowania procesem chłodzenia poprzez dyszę generatora strugi syntetycznej	2019
24	P. Gil	Generator strugi syntetycznej oraz jego zastosowanie	2019
25	P. Gil	Performance of special type heat sink with an integrated synthetic jet actuator	2019
26	P. Gil	Przesłona dyszy, zwłaszcza generatora strugi syntetycznej	2019
27	P. Gil; E. Smyk	Synthetic jet actuator efficiency based on the reaction force measurement	2019
28	P. Gil; M. Tychanicz-Kwiecień	Heat transfer performance of a special type heat sink with synthetic jet cooling	2019
29	P. Gil; M. Tychanicz-Kwiecień; J. Wilk	Review of High-Temperature Thermal Insulation Materials	2019
30	P. Gil; R. Smusz; M. Tychanicz-Kwiecień	Performance of thermal insulation fabricated by rapid prototyping technology	2019
31	P. Gil; R. Smusz; M. Tychanicz-Kwiecień	The design of experimental set-up for testing of heat exchangers	2019
32	R. Gałek; P. Gil; A. Mazur; M. Tychanicz-Kwiecień	Wpływ ożebrowania rury na warunki wymiany ciepła przy konwekcji swobodnej w powietrzu	2019
33	U. Florek; P. Gil; R. Smusz; M. Szewczyk	Urządzenie do oczyszczania obiektów ruchomych, zwłaszcza do osuszania lub odladzania oraz sposób sterowania tym urządzeniem	2019