Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki - Energetyka (N2)

Sylabus przedmiotu Zaawansowana termodynamika:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Energetyka
Forma studiów studia niestacjonarne Poziom drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta magister inżynier
Obszary studiów charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Zaawansowana termodynamika
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Katedra Techniki Cieplnej
Nauczyciel odpowiedzialny Anna Majchrzycka <Anna.Majchrzycka@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele
ECTS (planowane) 4,0 ECTS (formy) 4,0
Forma zaliczenia egzamin Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
ćwiczenia audytoryjneA1 20 2,00,50zaliczenie
wykładyW1 15 2,00,50egzamin

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Podstawy termodynamiki.
W-2Podstawy fizyki.
W-3Podstawy chemii.
W-4Podstawy matematyki.

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Zapoznanie studenta z niektórymi zagadnieniami z termodynamiki chemicznej.
C-2Zapoznanie studenta z niektórymi zagadnieniami termodynamiki nierównowagowej.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
ćwiczenia audytoryjne
T-A-11.Wyznaczanie zmian entropii w procesach nieodwracalnych transportu ciepła i masy 2.Obliczanie źródeł entropii dla układów z procesami dyfuzji ciepła i substancji 3.Obliczanie źródeł entropii dla układów z procesami termodyfuzji i przewodzenia w ośrodku izotropowym i anizotropowym 4.Wyznaczanie bilansu entropii układu 5.Minimalizacja źródeł entropii w procesach wymiany ciepła i masy bez reakcji chemicznych 6.Minimalizacja źródeł entropii w procesach wymiany ciepła i masy z reakcjami chemicznymi 7.Wyznaczanie bilansu egzergii układów zamkniętych i otwartych 8.Wyznaczanie prawdopodobieństwa realizacji stanu termodynamicznego20
20
wykłady
T-W-1Podstawy termodynamiki chemicznej Entalpia, entropia , entalpia swobodna reakcji chemicznej standardowej (stan standardowyreakcja chemiczna standardowa,entalpia i entropia reakcji chemicznej standardowej,praca maksymalna reakcji standardowej, wpływ ciśnienia na pracę maksymalną reakcji izobaryczno-izotermicznej, reakcja tworzenia). Obliczanie entalpii w procesach chemicznych ( substancje odniesienia, zastosowanie entalpii tworzenia, wartość opałowa i entalpia spalania ,entalpia dewaluacji). III Zasada termodynamiki (równania Gibbsa –Helmholza,teoremat Nernsta,postulat Plancka, podstawowe konsekwencje III ZT.egzergia a nieosiągalność zera bezwzględnego, kalorymetryczna metoda wyznaczania entropii chemicznej,kwantowo-statystycznia metoda obliczania entropii chemicznej.15
15

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
ćwiczenia audytoryjne
A-A-1Uczestniczenie w ćwiczeniach audytoryjnych20
A-A-2Praca własna studenta40
60
wykłady
A-W-1Uczestniczenie w wykładach.15
A-W-2Praca własna studenta, przygotowanie do zajęć45
60

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład informacyjny, prezentacja multimedialna.
M-2Ćwczenia audytoryjne.

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Pisemne zaliczanie wykładu.
S-2Ocena podsumowująca: Pisemne zaliczenie ćwiczeń audytoryjnych.

Zamierzone efekty uczenia się - wiedza

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ENE_2A_C01_W01
W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien być w stanie: zdefiniować podstawowe pojęcia z zakresu termodynamiki technicznej, chemicznej oraz termodynamiki procesów nierównowagowych. Powinien być w stanie sformułować zasady termodynamiki oraz wytłumaczyć ich konsekwencje. Powinien być w stanie opisać jakość energii oraz objaśnić ogólne zasady zmniejszania niedoskonałości termodynamicznej procesów cieplnych
ENE_2A_W07, ENE_2A_W08C-1, C-2T-W-1, T-A-1M-1S-1

Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ENE_2A_C01_U01
W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien wykazać się umiejętnościami kognitywnymi oraz praktycznymi w zakresie termodynamiki technicznej, chemicznej oraz termodynamiki procesów nierównowagowych. Student powinien wykazć się znajomościa ogólnych zasad zmiejszania niedoskonałości termodynamicznej procesów cieplnych.
ENE_2A_U10, ENE_2A_U04, ENE_2A_U01C-1, C-2T-W-1, T-A-1M-1S-1

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
ENE_2A_C01_W01
W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien być w stanie: zdefiniować podstawowe pojęcia z zakresu termodynamiki technicznej, chemicznej oraz termodynamiki procesów nierównowagowych. Powinien być w stanie sformułować zasady termodynamiki oraz wytłumaczyć ich konsekwencje. Powinien być w stanie opisać jakość energii oraz objaśnić ogólne zasady zmniejszania niedoskonałości termodynamicznej procesów cieplnych
2,0Student nie umie wykorzystać podstawowych narzędzi.
3,0Student poprawnie wykorzystuje zaledwie kilka narzędzi...
3,5Student poprawnie wykorzystuje wszystkie narzędzia.
4,0Student nie tylko poprawnie wykorzystuje narzędzia, ale również potrafi w analityczny sposób je porównać.
4,5Student potrafi wykorzystywać wszystkie zaproponowane w trakcie zajęć narzędzia, potrafi porównywać ich efektywność, a także przy ich pomocy identyfikować...
5,0Student potrafi wykorzystywać wszystkie zaproponowane w trakcie zajęć narzędzia, potrafi porównywać ich efektywność, a także samodzielnie identyfikować narzędzia potrzebne do rozwiązania zadanego problemu z jednoczesnym uzasadnieniem wyboru.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
ENE_2A_C01_U01
W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien wykazać się umiejętnościami kognitywnymi oraz praktycznymi w zakresie termodynamiki technicznej, chemicznej oraz termodynamiki procesów nierównowagowych. Student powinien wykazć się znajomościa ogólnych zasad zmiejszania niedoskonałości termodynamicznej procesów cieplnych.
2,0Student nie umie wykorzystać podstawowych narzędzi.
3,0Student poprawnie wykorzystuje zaledwie kilka narzędzi...
3,5Student poprawnie wykorzystuje wszystkie narzędzia...
4,0Student nie tylko poprawnie wykorzystuje narzędzia, ale również potrafi w analityczny sposób je porównać.
4,5Student potrafi wykorzystywać wszystkie zaproponowane w trakcie zajęć narzędzia, potrafi porównywać ich efektywność, a także przy ich pomocy identyfikować...
5,0Student potrafi wykorzystywać wszystkie zaproponowane w trakcie zajęć narzędzia, potrafi porównywać ich efektywność, a także samodzielnie identyfikować narzędzia potrzebne do rozwiązania zadanego problemu z jednoczesnym uzasadnieniem wyboru.

Literatura podstawowa

  1. Antoszczyszyn M., Sokołowa E., Straszko J., Termodynamika chemiczna układów rzeczywistych, Politechniki Szczecińskiej, Szczecin, 1991
  2. Demichowicz-Pigoniowa J., Obliczenia fizykochemiczne: termodynamika chemiczna i nauka o fazach ., PWN, Warszawa, 1980
  3. Gumiński K., Termodynamika procesów nieodwracalnych ., Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2003
  4. Kartuszyńska A., Lelczuk CH.A., Stromberg A.G, Zbiór zadań z termodynamiki chemicznej, PWN, Warszawa, 1977
  5. Staronka A., Chemia fizyczna, 1994
  6. Szarawara J., Termodynamika chemiczna stosowana, WNT, Warszawa, 2007, 4 uzup.
  7. Szargut J., Termodynamika techniczna, WNT, Warszawa, 1995
  8. Szargut., Ziębik A., Kozioł J., Janiczek R., Kurpisz K., Chmielniak T., Wilk R., Racjonalizacja uzytkowania energii w zakłądach przemysłowych. Poradnik audytora energetycznego., Fundacja poszanowania energii., Warszawa, 1994

Literatura dodatkowa

  1. Atkins P.W., Chemia fizyczna, PWN, Warszawa, 2012
  2. Michałowski S., Wańkowicz K., Termodynamika procesowa, PWN, Warszawa, 1993

Treści programowe - ćwiczenia audytoryjne

KODTreść programowaGodziny
T-A-11.Wyznaczanie zmian entropii w procesach nieodwracalnych transportu ciepła i masy 2.Obliczanie źródeł entropii dla układów z procesami dyfuzji ciepła i substancji 3.Obliczanie źródeł entropii dla układów z procesami termodyfuzji i przewodzenia w ośrodku izotropowym i anizotropowym 4.Wyznaczanie bilansu entropii układu 5.Minimalizacja źródeł entropii w procesach wymiany ciepła i masy bez reakcji chemicznych 6.Minimalizacja źródeł entropii w procesach wymiany ciepła i masy z reakcjami chemicznymi 7.Wyznaczanie bilansu egzergii układów zamkniętych i otwartych 8.Wyznaczanie prawdopodobieństwa realizacji stanu termodynamicznego20
20

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Podstawy termodynamiki chemicznej Entalpia, entropia , entalpia swobodna reakcji chemicznej standardowej (stan standardowyreakcja chemiczna standardowa,entalpia i entropia reakcji chemicznej standardowej,praca maksymalna reakcji standardowej, wpływ ciśnienia na pracę maksymalną reakcji izobaryczno-izotermicznej, reakcja tworzenia). Obliczanie entalpii w procesach chemicznych ( substancje odniesienia, zastosowanie entalpii tworzenia, wartość opałowa i entalpia spalania ,entalpia dewaluacji). III Zasada termodynamiki (równania Gibbsa –Helmholza,teoremat Nernsta,postulat Plancka, podstawowe konsekwencje III ZT.egzergia a nieosiągalność zera bezwzględnego, kalorymetryczna metoda wyznaczania entropii chemicznej,kwantowo-statystycznia metoda obliczania entropii chemicznej.15
15

Formy aktywności - ćwiczenia audytoryjne

KODForma aktywnościGodziny
A-A-1Uczestniczenie w ćwiczeniach audytoryjnych20
A-A-2Praca własna studenta40
60
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestniczenie w wykładach.15
A-W-2Praca własna studenta, przygotowanie do zajęć45
60
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięENE_2A_C01_W01W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien być w stanie: zdefiniować podstawowe pojęcia z zakresu termodynamiki technicznej, chemicznej oraz termodynamiki procesów nierównowagowych. Powinien być w stanie sformułować zasady termodynamiki oraz wytłumaczyć ich konsekwencje. Powinien być w stanie opisać jakość energii oraz objaśnić ogólne zasady zmniejszania niedoskonałości termodynamicznej procesów cieplnych
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówENE_2A_W07Ma rozszerzoną i uporządkowana wiedzę z zakresu hydromechaniki, termodynamiki i przekazywania ciepła
ENE_2A_W08Ma uporządkowaną i podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie komputerowego wspomagania obliczeń i podejmowania decyzji w energetyce
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie studenta z niektórymi zagadnieniami z termodynamiki chemicznej.
C-2Zapoznanie studenta z niektórymi zagadnieniami termodynamiki nierównowagowej.
Treści programoweT-W-1Podstawy termodynamiki chemicznej Entalpia, entropia , entalpia swobodna reakcji chemicznej standardowej (stan standardowyreakcja chemiczna standardowa,entalpia i entropia reakcji chemicznej standardowej,praca maksymalna reakcji standardowej, wpływ ciśnienia na pracę maksymalną reakcji izobaryczno-izotermicznej, reakcja tworzenia). Obliczanie entalpii w procesach chemicznych ( substancje odniesienia, zastosowanie entalpii tworzenia, wartość opałowa i entalpia spalania ,entalpia dewaluacji). III Zasada termodynamiki (równania Gibbsa –Helmholza,teoremat Nernsta,postulat Plancka, podstawowe konsekwencje III ZT.egzergia a nieosiągalność zera bezwzględnego, kalorymetryczna metoda wyznaczania entropii chemicznej,kwantowo-statystycznia metoda obliczania entropii chemicznej.
T-A-11.Wyznaczanie zmian entropii w procesach nieodwracalnych transportu ciepła i masy 2.Obliczanie źródeł entropii dla układów z procesami dyfuzji ciepła i substancji 3.Obliczanie źródeł entropii dla układów z procesami termodyfuzji i przewodzenia w ośrodku izotropowym i anizotropowym 4.Wyznaczanie bilansu entropii układu 5.Minimalizacja źródeł entropii w procesach wymiany ciepła i masy bez reakcji chemicznych 6.Minimalizacja źródeł entropii w procesach wymiany ciepła i masy z reakcjami chemicznymi 7.Wyznaczanie bilansu egzergii układów zamkniętych i otwartych 8.Wyznaczanie prawdopodobieństwa realizacji stanu termodynamicznego
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny, prezentacja multimedialna.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Pisemne zaliczanie wykładu.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie umie wykorzystać podstawowych narzędzi.
3,0Student poprawnie wykorzystuje zaledwie kilka narzędzi...
3,5Student poprawnie wykorzystuje wszystkie narzędzia.
4,0Student nie tylko poprawnie wykorzystuje narzędzia, ale również potrafi w analityczny sposób je porównać.
4,5Student potrafi wykorzystywać wszystkie zaproponowane w trakcie zajęć narzędzia, potrafi porównywać ich efektywność, a także przy ich pomocy identyfikować...
5,0Student potrafi wykorzystywać wszystkie zaproponowane w trakcie zajęć narzędzia, potrafi porównywać ich efektywność, a także samodzielnie identyfikować narzędzia potrzebne do rozwiązania zadanego problemu z jednoczesnym uzasadnieniem wyboru.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięENE_2A_C01_U01W wyniku przeprowadzonych zajęć student powinien wykazać się umiejętnościami kognitywnymi oraz praktycznymi w zakresie termodynamiki technicznej, chemicznej oraz termodynamiki procesów nierównowagowych. Student powinien wykazć się znajomościa ogólnych zasad zmiejszania niedoskonałości termodynamicznej procesów cieplnych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówENE_2A_U10Potrafi ocenić przydatność metod i narzędzi wykorzystywanych w pomiarach, diagnostyce i wspomaganiu decyzji związanych z procesami energetycznymi
ENE_2A_U04Potrafi przygotować i przedstawić prezentację na temat realizacji zadania projektowego lub badawczego oraz przeprowadzić dyskusję dotyczącą przedstawionej prezentacji
ENE_2A_U01Potrafi uzyskiwać informacje z literatury, baz danych i innych źródeł; także w języku obcym w zakresie energetyki, potrafi integrować uzyskane informacje, dokonywać ich interpretacji i krytycznej oceny, a także wyciągać wnioski oraz formułować i uzasadniać opinie
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie studenta z niektórymi zagadnieniami z termodynamiki chemicznej.
C-2Zapoznanie studenta z niektórymi zagadnieniami termodynamiki nierównowagowej.
Treści programoweT-W-1Podstawy termodynamiki chemicznej Entalpia, entropia , entalpia swobodna reakcji chemicznej standardowej (stan standardowyreakcja chemiczna standardowa,entalpia i entropia reakcji chemicznej standardowej,praca maksymalna reakcji standardowej, wpływ ciśnienia na pracę maksymalną reakcji izobaryczno-izotermicznej, reakcja tworzenia). Obliczanie entalpii w procesach chemicznych ( substancje odniesienia, zastosowanie entalpii tworzenia, wartość opałowa i entalpia spalania ,entalpia dewaluacji). III Zasada termodynamiki (równania Gibbsa –Helmholza,teoremat Nernsta,postulat Plancka, podstawowe konsekwencje III ZT.egzergia a nieosiągalność zera bezwzględnego, kalorymetryczna metoda wyznaczania entropii chemicznej,kwantowo-statystycznia metoda obliczania entropii chemicznej.
T-A-11.Wyznaczanie zmian entropii w procesach nieodwracalnych transportu ciepła i masy 2.Obliczanie źródeł entropii dla układów z procesami dyfuzji ciepła i substancji 3.Obliczanie źródeł entropii dla układów z procesami termodyfuzji i przewodzenia w ośrodku izotropowym i anizotropowym 4.Wyznaczanie bilansu entropii układu 5.Minimalizacja źródeł entropii w procesach wymiany ciepła i masy bez reakcji chemicznych 6.Minimalizacja źródeł entropii w procesach wymiany ciepła i masy z reakcjami chemicznymi 7.Wyznaczanie bilansu egzergii układów zamkniętych i otwartych 8.Wyznaczanie prawdopodobieństwa realizacji stanu termodynamicznego
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny, prezentacja multimedialna.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Pisemne zaliczanie wykładu.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie umie wykorzystać podstawowych narzędzi.
3,0Student poprawnie wykorzystuje zaledwie kilka narzędzi...
3,5Student poprawnie wykorzystuje wszystkie narzędzia...
4,0Student nie tylko poprawnie wykorzystuje narzędzia, ale również potrafi w analityczny sposób je porównać.
4,5Student potrafi wykorzystywać wszystkie zaproponowane w trakcie zajęć narzędzia, potrafi porównywać ich efektywność, a także przy ich pomocy identyfikować...
5,0Student potrafi wykorzystywać wszystkie zaproponowane w trakcie zajęć narzędzia, potrafi porównywać ich efektywność, a także samodzielnie identyfikować narzędzia potrzebne do rozwiązania zadanego problemu z jednoczesnym uzasadnieniem wyboru.