Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Techniki Morskiej i Transportu - Inżynieria bezpieczeństwa (S1)

Sylabus przedmiotu Termodynamika:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Inżynieria bezpieczeństwa
Forma studiów studia stacjonarne Poziom pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta inżynier
Obszary studiów charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Termodynamika
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Katedra Inżynierii Bezpieczeństwa i Energetyki
Nauczyciel odpowiedzialny Leszek Malinowski <Leszek.Malinowski@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Leszek Malinowski <Leszek.Malinowski@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 4,0 ECTS (formy) 4,0
Forma zaliczenia egzamin Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW3 30 2,00,60egzamin
ćwiczenia audytoryjneA3 30 2,00,40zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Podstawy rachunku różniczkowego i całkowego.
W-2Podstawowa wiedza fizyczna z działów mechanika i ciepło.

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Zapoznanie studentów z podstawowymi pojęciami z zakresu termodynamiki. Zapoznanie studentów z prawami termodynamiki i podstawowymi równaniami.
C-2Ukształtowanie umiejętności analizy termodynamicznej procesów cieplnych.
C-3Nauczenie wykonywania podstawowych obliczeń termodynamicznych, w tym: wykonywania bilansów energetycznych, obliczanie ciepła i pracy, obliczenia związane z typowymi przemianami termodynamicznymi.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
ćwiczenia audytoryjne
T-A-1Jednostki ilosci substancji. Obliczanie ilości i strumieni ciepła. Termiczne równanie stanu.2
T-A-2Bilanse energii wybranych układów termodynamicznych: układy zamknięte, układy otwarte, układy stacjonarne.5
T-A-3Charakterystyczne przemiany gazów doskonałych: izobara, izochora, izoterma, izentropa, politropa.2
T-A-4Sprawdzian nr 12
T-A-5Właściwości i przemiany termodynamiczne roztworów gazów doskonalych.2
T-A-6Obiegi termodynamiczne.3
T-A-7Przemiany pary wodnej, wykres i-s. Tablice właściwości pary wodnej.2
T-A-8Przemiany powietrza wilgotnego, wykres i-X.2
T-A-9Sprawdzian nr 22
T-A-10Przepływ czynnika ściśliwego.3
T-A-11Spalanie.3
T-A-12Podstawy wymiany ciepła.2
30
wykłady
T-W-1Pojęcia podstawowe: parametry stanu, substancja, masa, energia, energia wewnętrzna, entalpia. Zasada zachowania substancji. Zerowa zasada termodynamiki a temperatura.3
T-W-2Ciepło, ciepło właściwe, praca mechaniczna, rodzaje pracy mechanicznej, idealna maszyna przepływowa.3
T-W-3Pierwsza zasada termodynamiki: bilans energii wybranych układów termodynamicznych oraz maszyn i urządzeń cieplnych.2
T-W-4Druga zasada termodynamiki: entropia, procesy odwracalne i nieodwracalne, zasada wzrostu entropii.2
T-W-5Termiczne i kaloryczne równania stanu dla gazów doskonałych, półdoskonałych, par i powietrza wilgotnego. Wykresy dla pary wodnej i powietrza wilgotnego. Charakterystyczne przemiany termodynamiczne gazów doskonałych, pary wodnej i powietrza wilgotnego. Roztwory gazowe. Gazy rzeczywiste.5
T-W-6Sprężarki tłokowe.1
T-W-7Obiegi cieplne prawo i lewobieżne. Obieg Carnota.3
T-W-8Obiegi termodynamiczne silników spalinowych, siłowni turbinowych i chłodziarek.4
T-W-9Przepływ czynnika ściśliwego.2
T-W-10Spalanie.3
T-W-11Podstawy wymiany ciepła.2
30

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
ćwiczenia audytoryjne
A-A-1Uczestnictwo w ćwiczeniach.30
A-A-2Przygotowywanie się do ćwiczeń.10
A-A-3Przygotowywanie się do sprawdzianów.10
50
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w wykładach.30
A-W-2Samodzielna nauka.10
A-W-3Przygotowanie do egzaminu.10
50

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Metoda podająca - wyklad informacyjny.
M-2Metoda problemowa - wyklad problemowy.
M-3Metoda eksponująca - pokaz animacji zjawisk termodynamicznych.
M-4Metoda praktyczna - ćwiczenia przedmiotowe.

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Test pisemny z teorii i prostych zadań. Pytania i zadania zamknięte lub otwarte (wykład).
S-2Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne z teorii (wykład).
S-3Ocena formująca: Rozwiązywanie zadań na tablicy (ćwiczenia).
S-4Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne z zadań (ćwiczenia).
S-5Ocena podsumowująca: Zaliczenie ustne (wykłady i ćwiczenia).

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
IB_1A_C10_W01
Zna i rozumie podstawowe pojęcia i definicje z zakresu termodynamiki. Zna i rozumie zasady termodynamiki. Zna i rozumie przemiany termodynamiczne realizowane w maszynach i urządzeniach cieplnych.
IB_1A_W02, IB_1A_W28C-1T-W-3, T-W-2, T-W-4, T-W-1, T-W-5, T-W-7M-3, M-2, M-1, M-4S-1, S-2, S-5

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
IB_1A_C10_U01
Potrafi wykonywać podstawowe obliczenia termodynamiczne. Potrafi formułować równania bilansów energetycznych podstawowych układów termodynamicznych. Potrafi posługiwać się wykresami dla pary wodnej i powietrza wilgotnego. Potrafi analizować obiegi termodynamiczne i wykonywać związane z analizą obliczenia.
IB_1A_U10, IB_1A_U16, IB_1A_U17C-3, C-2T-W-3, T-W-2, T-W-4, T-W-1, T-W-5, T-W-7, T-A-3, T-A-1, T-A-7, T-A-5, T-A-2M-2, M-1, M-4S-4, S-3, S-5

Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne

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
IB_1A_C10_K01
Ma świadomość doniosłości problemu racjonalnej gospodarki energią. Zna i rozumie ograniczenia występujące podczas przetwarzania energii. Rozumie potrzebę uczenia się przez całe życie.
IB_1A_K01, IB_1A_K02C-1T-W-3, T-W-2, T-W-4, T-W-1, T-W-5, T-W-7M-2, M-1S-1, S-2, S-5

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
IB_1A_C10_W01
Zna i rozumie podstawowe pojęcia i definicje z zakresu termodynamiki. Zna i rozumie zasady termodynamiki. Zna i rozumie przemiany termodynamiczne realizowane w maszynach i urządzeniach cieplnych.
2,0
3,0Student zna i rozumie podstawowe definicje i pojęcia. Zna i rozumie zasady termodynamiki. Zna i rozumie przemiany termodynamiczne zachodzące w maszynach i urządzeniach cieplnych.
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
IB_1A_C10_U01
Potrafi wykonywać podstawowe obliczenia termodynamiczne. Potrafi formułować równania bilansów energetycznych podstawowych układów termodynamicznych. Potrafi posługiwać się wykresami dla pary wodnej i powietrza wilgotnego. Potrafi analizować obiegi termodynamiczne i wykonywać związane z analizą obliczenia.
2,0
3,0Student potrafi wykonać podstawowe obliczenia termodynamiczne. Potrafi formułować równania bilansów energii podstawowych układów termodynamicznych. Potrafi rozwiązywać podstawowe zadania z przemian gazów doskonałych, pary wodnej i powietrza wilgotnego.
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
IB_1A_C10_K01
Ma świadomość doniosłości problemu racjonalnej gospodarki energią. Zna i rozumie ograniczenia występujące podczas przetwarzania energii. Rozumie potrzebę uczenia się przez całe życie.
2,0
3,0Ma świadomość doniosłości racjonalnej gospodarki energią. Zna ograniczenia występujące podczas przetwarzania energii.
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

  1. Malinowski Leszek, Termodynamika, Skrypt elektroniczny - wydawnictwo własne, Szczecin, 2016
  2. Staniszewski B., Termodynamika, Państwowe Wydawnictwa Naukowe, Warszawa, 1986
  3. Szargut J., Termodynamika, Państwowe Wydawnictwa Naukowe, Warszawa, 2000, 7
  4. Szargut J., Guzik A., Górniak H., Programowany zbiór zadań z termodynamiki technicznej, Państwowe Wydawnictwa Naukowe, Warszawa, 1979
  5. Wiśniewski S., Termodynamika techniczna, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1999

Literatura dodatkowa

  1. Malinowska W., Malinowski L., Technika cieplna w rolnictwie. Zadania i przykłady., Wydawnictwa Akademii Rolniczej w Szczecinie, Szczecin, 1997, 1
  2. Cengel Y.A., Boles M.A., Thermodynamics. An Engineering Approach, Mc Graw Hill, Boston, 2008, 6

Treści programowe - ćwiczenia audytoryjne

KODTreść programowaGodziny
T-A-1Jednostki ilosci substancji. Obliczanie ilości i strumieni ciepła. Termiczne równanie stanu.2
T-A-2Bilanse energii wybranych układów termodynamicznych: układy zamknięte, układy otwarte, układy stacjonarne.5
T-A-3Charakterystyczne przemiany gazów doskonałych: izobara, izochora, izoterma, izentropa, politropa.2
T-A-4Sprawdzian nr 12
T-A-5Właściwości i przemiany termodynamiczne roztworów gazów doskonalych.2
T-A-6Obiegi termodynamiczne.3
T-A-7Przemiany pary wodnej, wykres i-s. Tablice właściwości pary wodnej.2
T-A-8Przemiany powietrza wilgotnego, wykres i-X.2
T-A-9Sprawdzian nr 22
T-A-10Przepływ czynnika ściśliwego.3
T-A-11Spalanie.3
T-A-12Podstawy wymiany ciepła.2
30

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Pojęcia podstawowe: parametry stanu, substancja, masa, energia, energia wewnętrzna, entalpia. Zasada zachowania substancji. Zerowa zasada termodynamiki a temperatura.3
T-W-2Ciepło, ciepło właściwe, praca mechaniczna, rodzaje pracy mechanicznej, idealna maszyna przepływowa.3
T-W-3Pierwsza zasada termodynamiki: bilans energii wybranych układów termodynamicznych oraz maszyn i urządzeń cieplnych.2
T-W-4Druga zasada termodynamiki: entropia, procesy odwracalne i nieodwracalne, zasada wzrostu entropii.2
T-W-5Termiczne i kaloryczne równania stanu dla gazów doskonałych, półdoskonałych, par i powietrza wilgotnego. Wykresy dla pary wodnej i powietrza wilgotnego. Charakterystyczne przemiany termodynamiczne gazów doskonałych, pary wodnej i powietrza wilgotnego. Roztwory gazowe. Gazy rzeczywiste.5
T-W-6Sprężarki tłokowe.1
T-W-7Obiegi cieplne prawo i lewobieżne. Obieg Carnota.3
T-W-8Obiegi termodynamiczne silników spalinowych, siłowni turbinowych i chłodziarek.4
T-W-9Przepływ czynnika ściśliwego.2
T-W-10Spalanie.3
T-W-11Podstawy wymiany ciepła.2
30

Formy aktywności - ćwiczenia audytoryjne

KODForma aktywnościGodziny
A-A-1Uczestnictwo w ćwiczeniach.30
A-A-2Przygotowywanie się do ćwiczeń.10
A-A-3Przygotowywanie się do sprawdzianów.10
50
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w wykładach.30
A-W-2Samodzielna nauka.10
A-W-3Przygotowanie do egzaminu.10
50
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięIB_1A_C10_W01Zna i rozumie podstawowe pojęcia i definicje z zakresu termodynamiki. Zna i rozumie zasady termodynamiki. Zna i rozumie przemiany termodynamiczne realizowane w maszynach i urządzeniach cieplnych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówIB_1A_W02ma wiedzę w zakresie fizyki, obejmującą mechanikę, termodynamikę, optykę, elektryczność i magnetyzm, fizykę jądrową oraz fizykę ciała stałego, niezbędną do: 1) pomiaru i określania wielkości fizycznych, 2) zrozumienia podstawowych zjawisk fizycznych i procesów występujących w przyrodzie, 3) wykorzystania praw przyrody w technice i życiu codziennym, 4) rozumienia zachowania otaczającego nas świata.
IB_1A_W28ma wiedzę w zakresie termodynamiki niezbędną do analizy problemów bezpieczeństwa
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie studentów z podstawowymi pojęciami z zakresu termodynamiki. Zapoznanie studentów z prawami termodynamiki i podstawowymi równaniami.
Treści programoweT-W-3Pierwsza zasada termodynamiki: bilans energii wybranych układów termodynamicznych oraz maszyn i urządzeń cieplnych.
T-W-2Ciepło, ciepło właściwe, praca mechaniczna, rodzaje pracy mechanicznej, idealna maszyna przepływowa.
T-W-4Druga zasada termodynamiki: entropia, procesy odwracalne i nieodwracalne, zasada wzrostu entropii.
T-W-1Pojęcia podstawowe: parametry stanu, substancja, masa, energia, energia wewnętrzna, entalpia. Zasada zachowania substancji. Zerowa zasada termodynamiki a temperatura.
T-W-5Termiczne i kaloryczne równania stanu dla gazów doskonałych, półdoskonałych, par i powietrza wilgotnego. Wykresy dla pary wodnej i powietrza wilgotnego. Charakterystyczne przemiany termodynamiczne gazów doskonałych, pary wodnej i powietrza wilgotnego. Roztwory gazowe. Gazy rzeczywiste.
T-W-7Obiegi cieplne prawo i lewobieżne. Obieg Carnota.
Metody nauczaniaM-3Metoda eksponująca - pokaz animacji zjawisk termodynamicznych.
M-2Metoda problemowa - wyklad problemowy.
M-1Metoda podająca - wyklad informacyjny.
M-4Metoda praktyczna - ćwiczenia przedmiotowe.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Test pisemny z teorii i prostych zadań. Pytania i zadania zamknięte lub otwarte (wykład).
S-2Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne z teorii (wykład).
S-5Ocena podsumowująca: Zaliczenie ustne (wykłady i ćwiczenia).
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student zna i rozumie podstawowe definicje i pojęcia. Zna i rozumie zasady termodynamiki. Zna i rozumie przemiany termodynamiczne zachodzące w maszynach i urządzeniach cieplnych.
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięIB_1A_C10_U01Potrafi wykonywać podstawowe obliczenia termodynamiczne. Potrafi formułować równania bilansów energetycznych podstawowych układów termodynamicznych. Potrafi posługiwać się wykresami dla pary wodnej i powietrza wilgotnego. Potrafi analizować obiegi termodynamiczne i wykonywać związane z analizą obliczenia.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówIB_1A_U10potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich metody analityczne, symulacyjne i eksperymentalne; potrafi opracować proste modele procesów i systemów o ograniczonej liczbie czynników zagrożenia, opracować proste symulacje komputerowe lub eksperymenty, interpretować uzyskane wyniki i wyciągać wnioski dotyczące oceny ryzyka i wyboru metod zabezpieczenia
IB_1A_U16potrafi ocenić przydatność rutynowych metod i narzędzi służących do rozwiązania prostego zadania inżynierskiego, o charakterze praktycznym, charakterystycznych dla inżynierii bezpieczeństwa oraz potrafi wybrać i zastosować właściwa metodę i narzędzia dla tego celu
IB_1A_U17potrafi, zgodnie z zadaną specyfikacją, zaprojektować oraz zrealizować proste urządzenie, obiekt, instalację, system lub proces, typowe dla inżynierii bezpieczeństwa, używając do tego celu właściwych metod, technik i narzędzi
Cel przedmiotuC-3Nauczenie wykonywania podstawowych obliczeń termodynamicznych, w tym: wykonywania bilansów energetycznych, obliczanie ciepła i pracy, obliczenia związane z typowymi przemianami termodynamicznymi.
C-2Ukształtowanie umiejętności analizy termodynamicznej procesów cieplnych.
Treści programoweT-W-3Pierwsza zasada termodynamiki: bilans energii wybranych układów termodynamicznych oraz maszyn i urządzeń cieplnych.
T-W-2Ciepło, ciepło właściwe, praca mechaniczna, rodzaje pracy mechanicznej, idealna maszyna przepływowa.
T-W-4Druga zasada termodynamiki: entropia, procesy odwracalne i nieodwracalne, zasada wzrostu entropii.
T-W-1Pojęcia podstawowe: parametry stanu, substancja, masa, energia, energia wewnętrzna, entalpia. Zasada zachowania substancji. Zerowa zasada termodynamiki a temperatura.
T-W-5Termiczne i kaloryczne równania stanu dla gazów doskonałych, półdoskonałych, par i powietrza wilgotnego. Wykresy dla pary wodnej i powietrza wilgotnego. Charakterystyczne przemiany termodynamiczne gazów doskonałych, pary wodnej i powietrza wilgotnego. Roztwory gazowe. Gazy rzeczywiste.
T-W-7Obiegi cieplne prawo i lewobieżne. Obieg Carnota.
T-A-3Charakterystyczne przemiany gazów doskonałych: izobara, izochora, izoterma, izentropa, politropa.
T-A-1Jednostki ilosci substancji. Obliczanie ilości i strumieni ciepła. Termiczne równanie stanu.
T-A-7Przemiany pary wodnej, wykres i-s. Tablice właściwości pary wodnej.
T-A-5Właściwości i przemiany termodynamiczne roztworów gazów doskonalych.
T-A-2Bilanse energii wybranych układów termodynamicznych: układy zamknięte, układy otwarte, układy stacjonarne.
Metody nauczaniaM-2Metoda problemowa - wyklad problemowy.
M-1Metoda podająca - wyklad informacyjny.
M-4Metoda praktyczna - ćwiczenia przedmiotowe.
Sposób ocenyS-4Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne z zadań (ćwiczenia).
S-3Ocena formująca: Rozwiązywanie zadań na tablicy (ćwiczenia).
S-5Ocena podsumowująca: Zaliczenie ustne (wykłady i ćwiczenia).
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student potrafi wykonać podstawowe obliczenia termodynamiczne. Potrafi formułować równania bilansów energii podstawowych układów termodynamicznych. Potrafi rozwiązywać podstawowe zadania z przemian gazów doskonałych, pary wodnej i powietrza wilgotnego.
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięIB_1A_C10_K01Ma świadomość doniosłości problemu racjonalnej gospodarki energią. Zna i rozumie ograniczenia występujące podczas przetwarzania energii. Rozumie potrzebę uczenia się przez całe życie.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówIB_1A_K01rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się (studia drugiego i trzeciego stopnia, studia podyplomowe, kursy) - podnoszenia kompetencji zawodowych, osobistych i społecznych
IB_1A_K02ma świadomość ważności i rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżynierskiej, w tym jej wpływ na środowisko, i związaną z tym odpowiedzialność za podejmowane decyzje
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie studentów z podstawowymi pojęciami z zakresu termodynamiki. Zapoznanie studentów z prawami termodynamiki i podstawowymi równaniami.
Treści programoweT-W-3Pierwsza zasada termodynamiki: bilans energii wybranych układów termodynamicznych oraz maszyn i urządzeń cieplnych.
T-W-2Ciepło, ciepło właściwe, praca mechaniczna, rodzaje pracy mechanicznej, idealna maszyna przepływowa.
T-W-4Druga zasada termodynamiki: entropia, procesy odwracalne i nieodwracalne, zasada wzrostu entropii.
T-W-1Pojęcia podstawowe: parametry stanu, substancja, masa, energia, energia wewnętrzna, entalpia. Zasada zachowania substancji. Zerowa zasada termodynamiki a temperatura.
T-W-5Termiczne i kaloryczne równania stanu dla gazów doskonałych, półdoskonałych, par i powietrza wilgotnego. Wykresy dla pary wodnej i powietrza wilgotnego. Charakterystyczne przemiany termodynamiczne gazów doskonałych, pary wodnej i powietrza wilgotnego. Roztwory gazowe. Gazy rzeczywiste.
T-W-7Obiegi cieplne prawo i lewobieżne. Obieg Carnota.
Metody nauczaniaM-2Metoda problemowa - wyklad problemowy.
M-1Metoda podająca - wyklad informacyjny.
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Test pisemny z teorii i prostych zadań. Pytania i zadania zamknięte lub otwarte (wykład).
S-2Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne z teorii (wykład).
S-5Ocena podsumowująca: Zaliczenie ustne (wykłady i ćwiczenia).
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Ma świadomość doniosłości racjonalnej gospodarki energią. Zna ograniczenia występujące podczas przetwarzania energii.
3,5
4,0
4,5
5,0