Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu - Centralny punkt logowaniaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Termodynamika techniczna

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 0800-TERMOTECH Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Termodynamika techniczna
Jednostka: Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej
Grupy: Przedmioty do wyboru dla Fizyki Technicznej
Uzupełniające przedmioty z fizyki ogólnej
Strona przedmiotu: https://moodle7.fizyka.umk.pl/
Punkty ECTS i inne: 6.00
Język prowadzenia: polski
Wymagania wstępne:

Elementy matematyki na poziomie szkoły średniej. Podstawy rachunku różniczkowego i całkowego. Elementy fizyki na poziomie szkoły średniej i uniwersyteckiego kursu fizyki ogólnej.

Rodzaj przedmiotu:

uzupełnienie kanonu

Całkowity nakład pracy studenta:

1. Godziny realizowane z udziałem nauczycieli (godziny kontaktowe):

- udział w wykładach 15 godz.,

- udział w laboratorium: 45 godz.,


Praca indywidualna studenta:

- przygotowanie do wykładu- 15 godz

- przygotowanie do laboratorium– 30 godz.

- czytanie literatury- 15 godz.

- przygotowanie do egzaminu- 30 godz.

- przygotowanie do kolokwium – 20 godz.


Łącznie: 170 godz. (6 ECTS)

Efekty uczenia się - wiedza:

Wykład:

- ma wiedzę o podstawowych pojęciach i prawach termodynamiki; realizuje efekt kierunkowy K_W01, K_W02, K_W03, K_W04 i K_W05 dla fizyki, K_W02 dla fizyki i fizyki technicznej, K_W01, K_W03 i K_W05 dla astronomii

- posiada zaawansowaną wiedzę z zakresu termodynamiki technicznej pozwalającą na modelowanie procesów termodynamicznych w prostych układach cieplnych; realizuje efekt kierunkowy K_W02 dla fizyki i K_W01 dla fizyki technicznej, K_W02 dla astronomii


Laboratorium:

- ma wiedzę o zasadach przeprowadzania obliczeń analitycznych i numerycznych parametrów termodynamicznych charakteryzujących układy termodynamiczne; realizuje efekt kierunkowy K_W02, K_W04 i K_W05 dla fizyki, K_W03, K_W04, K_W05 dla fizyki technicznej oraz K_W02, K_W03 dla astronomii

Efekty uczenia się - umiejętności:

Wykład i laboratorium:

- potrafi zastosować równania bilansowe do opisu procesów fizycznych (przemian termodynamicznych) w układach termodynamicznych zamkniętych, otwartych stacjonarnych i częściowo stacjonarnych; realizuje efekt kierunkowy K_U01, K_U03, K_U04 dla fizyki, oraz K_U01, K_U03, K_U04, K_U06 dla fizyki technicznej, K_U01, K_U02 dla astronomii

- potrafi wykorzystać wspomagający program komputerowy TEST (The Expert System for Thermodynamics) do wykonania obliczeń numerycznych dla ww układów termodynamcznych; realizuje efekt kierunkowy K_U01, K_U03, K_U04, K_U06 dla fizyki technicznej, K_U02 dla astronomii

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne:

Wykład i laboratorium:

– rozumie fundamentalne znaczenie wiedzy dla ludzkości i posiada świadomość ograniczeń własnej wiedzy, rozumie znaczenie i wpływ działalności inżynierskiej na środowisko naturalne; realizuje efekty kierunkowe K_K01, K_K02 dla fizyki i fizyki technicznej oraz K_K03 dla fizyki technicznej. K_K01 dla astronomii

Metody dydaktyczne:

Wykład:

Metoda informacyjna z elementami pogadanki, wspieranie przez inscenizację dyskusji w ramach metody problemowej, formułowanie, rozwiązywanie i wyjaśnianie problemów

Laboratorium:

Metoda problemowa. Sformułowanie problemu z krótkim wyjaśnieniem podstaw teoretycznych, rozwiązanie problemu przy użyciu programu komputerowego (program TEST: The Expert System for Thermodynamics), a także, dla prostych przypadków, analitycznie.

Metody dydaktyczne podające:

- opis
- pogadanka
- wykład informacyjny (konwencjonalny)
- wykład konwersatoryjny

Metody dydaktyczne poszukujące:

- klasyczna metoda problemowa
- seminaryjna

Skrócony opis:

Wykład:

Podstawy termodynamiki, ciepło i praca, temperatura, pojęcie stanu, parametry i funkcje termodynamiczne. Przemiany i obiegi termodynamiczne. Prawa termodynamiki w odniesieniu do układów zamkniętych, otwartych stacjonarnych i częściowo stacjonarnych.

Laboratorium:

Opis ilościowy układów zamkniętych; przemiany fazowe.

Opis ilościowy i projektowanie urządzeń otwartych stacjonarnych: wymienniki ciepła, dysze, dyfuzory, dławiki gazu, turbiny, sprężarki, pompy, silniki cieplne, siłownie parowe i chłodziarki sprężarkowe.

Opis ilościowy i projektowanie układów częściowo stacjonarnych: napełnianie i opróżnianie zbiorników.

Wykorzystanie tablic termodynamicznych i wspierających programów komputerowych (computer aided thermodynamic tables)

Pełny opis:

Wykład:

1. Układ, stan, parametry i funkcje stanu. Przemiany termodynamiczne

2. Ciepło i temperatura; zerowa zasada termodynamiki

3. Praca i ciepło. Pierwsza zasada termodynamiki dla układów zamkniętych

4. Energia wewnętrzna, praca objętościowa, entalpia

5. Ośrodki materialne w termodynamice. Termodynamiczne czynniki czyste i proste, diagramy fazowe, przemiany fazowe, modele ośrodków materialnych (gaz doskonały, półdoskonały i rzeczywisty, płyny, ciecze i ciała stałe)

6. Pierwsza zasada termodynamiki dla układów otwartych

7. Druga zasada termodynamiki. Entropia i nieodwracalność, procesy spontaniczne

8. Podstawowe równania termodynamiki technicznej

Laboratorium:

1. Przemiany termodynamiczne w układach zamkniętych

2. Modele ośrodków materialnych; gazy, ciecze i ciała stałe

3. Układy półotwarte; napełnianie i opróżnianie zbiorników

4. Ciepło i entropia w układach zamkniętych

5. Układy stacjonarne izolowane

6. Generacja entropii w układach otwartych

7. Idealne (izentropowe) układy stacjonarne z wymianą ciepła

8. Rzeczywiste układy stacjonarne z wymianą ciepła

Literatura:

Literatura podstawowa:

1. Andrzej J. Wojtowicz, Termodynamika Techniczna, Toruń 2012 (pdf na platformie moodle kursu)

2. Richard E. Sonntag, Claus Borgnakke i Gordon J. van Wylen, Fundamentals of thermodynamics, J. Wiley & Sons, 1998

Lektury uzupełniające:

1. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, "Podstawy fizyki", t. 4, PWN, Warszawa 2007 (lub nowsze wydanie)

2. R. Feynman, R.B. Leighton, M. Sands, "Optyka, termodynamika, fale" ("Feynmana wykłady z fizyki", t. 1.2), PWN, Warszawa 2011

3. Wykład z termodynamiki w języku angielskim: https://ocw.mit.edu/courses/chemistry/5-60-thermodynamics-kinetics-spring-2008/

Metody i kryteria oceniania:

Zaliczenie przedmiotu i wykładu na podstawie dwugodzinnego egzaminu pisemnego (test z problemami i zadaniami, maksymalna liczba punktów 40) i egzaminu ustnego, które weryfikują wszystkie efekty uczenia się.

Ocena z egzaminu pisemnego:

dst - od 15 punktów

dst plus - od 18

db - od 21

db plus - od 24

bdb - od 27

Ocena końcowa z egzaminu uwzględnia ocenę z egzaminu pisemnego i ocenę z egzaminu ustnego, dodatkowo weryfikującego osiągnięcie zakładanych efektów uczenia się

Ocena końcowa z przedmiotu jest obliczana z uwzględnieniem oceny końcowej z laboratorium (z wagą 0,4) i oceny końcowej z egzaminu (z wagą 0,6).

Zaliczenie laboratorium na podstawie wyników uzyskanych z bieżących sprawdzianów na zajęciach oraz sprawdzianu końcowego (kolokwium) weryfikujących osiągnięcie wszystkich zakładanych efektów uczenia się. Punktowane są także raporty z bieżących zajęć i zadania domowe.

Oceniane będą wyniki uzyskiwane w trakcie zajęć, w tym:

Sprawdziany bieżące (kartkówki) - (1 pkt za każdą, max 10 punktów)

Sprawdzian końcowy (kolokwium,

przedostatnie zajęcia w semestrze) - max 40 punktów

zadania domowe - max 2 punkty

raporty z laboratorium - max 1 punkt

obecność na zajęciach - max 2 punkty

zaliczenia:

dst 21 - 25 punktów

dst plus 26 - 30 punktów

db 31-35 punktów

db plus 36 - 40 punktów

b. db min 41 - punktów

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2019/20" (zakończony)

Okres: 2020-02-29 - 2020-09-20
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 45 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Dorota Kowalska
Prowadzący grup: Meqdad Hassani, Dorota Kowalska
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2020/21" (w trakcie)

Okres: 2021-02-22 - 2021-09-20
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 45 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Dorota Kowalska
Prowadzący grup: Dorota Kowalska
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2021/22" (jeszcze nie rozpoczęty)

Okres: 2022-02-21 - 2022-09-20
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 45 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Dorota Kowalska
Prowadzący grup: Dorota Kowalska
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu.