POLITECHNIKA RZESZOWSKA im. I. Łukasiewicza

WYDZIAŁ

Budowy Maszyn i Lotnictwa

KIERUNEK

Mechanika i Budowa Maszyn

SPECJALNOŚĆ

FORMA I STOPIEŃ STUDIÓW

dzienne inżynierskie I stopnia

KARTA PRZEDMIOTU

NAZWA PRZEDMIOTU

Termodynamika techniczna

Nauczyciel odpowiedzialny za przedmiot: dr inż. Robert Smusz

Kontakt dla studentów: tel. [phone] e-mail: [e-mail]

Nauczyciel/e prowadzący: dr inż. Mariusz Szewczyk, dr inż. Joanna Wilk, dr inż. Robert Smusz, dr inż.
Franciszek Wolańczyk,

Katedra Termodynamiki

Semestr

całkowita

liczba

godzin

W C L P

(S)

ECTS

4

75 30 15 30 4

PRZEDMIOTY POPRZEDZAJĄCE WRAZ Z WYMAGANIAMI

Matematyka-poziom studiów technicznych.
Fizyka i chemia-poziom szkoły średniej.

TREŚCI KSZTAŁCENIA WG PROWADZONYCH RODZAJÓW ZAJĘĆ

LICZBA

GODZIN

WYKŁAD:

1

Podstawy termodynamiki fenomenologicznej. Pojęcia podstawowe: substancja, pierwotne i wtórne sposoby
określania ilości substancji. Energia: zewnętrzna, wewnętrzna. System termodynamiczny, proces
termodynamiczny, funkcja stanu, znamiona niezależne, typy równowagi, równowaga termodynamiczna.
Zerowa zasada termodynamiki. Praca, praca bezwzględna, techniczna. Ciepło pochłonięte przez system,
średnie ciepło właściwe.

2

Pierwsza zasada termodynamiki dla systemu zamkniętego i otwartego. Równanie Bernoulliego. Stan
ustalony. Model gazu doskonałego, półdoskonałego, rzeczywistego. Równanie stanu gazu doskonałego.
Prawa gazowe: Boyle’a –Mariotte’a, Gay –Lussaca, Avogadro. Równanie stanu gazu rzeczywistego. Stopień
ściśliwości. Kaloryczne równanie stanu. Energia wewnętrzna i entalpia gazu doskonałego i półdoskonałego.

3

Typowe przemiany gazu doskonałego i półdoskonałego: przemiana izobaryczna, izochoryczna, izotermiczna,
adiabatyczna, politropowa, dławienie. Właściwości mieszanin gazów doskonałych i półdoskonałych. Prawo
Daltona, Amagata. Kaloryczne równanie stanu mieszaniny.

4

Obiegi termodynamiczne prawobieżne i lewobieżne. Gazowe obiegi porównawcze: obieg Otto, Diesla,
Sabathe, Carnota, Braytona. Sprawność termiczna. Współczynnik wydajności COP. II zasada
termodynamiki. Odwracalność i nieodwracalność procesów. Twierdzenie Carnota. Obiegi termodynamiczne
prawobieżne i lewobieżne.

2

3

3

3

5

II zasada termodynamiki. Odwracalność i nieodwracalność procesów. Twierdzenie Carnota. Bezwzględna
skala temperatury. Entropia. Prawo wzrostu entropii. Entropia gazów doskonałych i półdoskonałych. Entropia
i wykres T-s. Egzergia.

6

Przemiany charakterystyczne w układzie T-s. Carnotyzacja. System substancji czystej; analiza zjawiska
izobarycznego - pojęcia podstawowe. Para nasycona; stopień suchości. Wykres h-s, tablice, równanie
Clausiusa-Clapeyrona.

7

Przemiany pary nasyconej i przegrzanej. Obieg cieplne parowe. Clausiusa –Rankine’a. Obieg Lindego.
Chłodziarki sprężarkowe, pompy grzejne. Gazy wilgotne- podstawowe pojęcia: wilgotność bezwzględna,
względna, zawartość wilgoci, punkt rosy. Wykres Moliera h

1+X

-X.

8

Chłodzenie i ogrzewanie, mieszanie, nawilżanie gazu wilgotnego. Interpretacja przedstawionych procesów w
układzie h

1+X

-X. Granica chłodzenia i jej zastosowanie w praktyce.

9

Gazy rzeczywiste cd. Równanie gazu van der Waalsa. Charakterystyka punktu krytycznego. Uniwersalne
równanie gazu van der Waalsa. Prawo stanów odpowiednich. Dławienie gazów rzeczywistych -efekt Joule'a-
Thomsona, krzywa inwersji.

10 Sprężarki. Opis termodynamiczny procesu sprężania. Sprężarki wirowe i tłokowe. Sprawność procesu

sprężania. Chłodzenie międzystopniowe.

11 Spalanie paliw. Wartość opałowa i ciepło spalania. Problemy: obliczanie ilości powietrza i spalin, temperatury

punktu rosy i temperatury spalin. Bilans energetyczny kotła. Straty spalania. Sprawność kotła. Kontrola
procesu spalania.

12 Wymiana ciepła. Przewodzenie. Prawo Fouriera. Równanie przewodzenia jednowymiarowego. Prawo

Newtona. Ustalone przewodzenie jednowymiarowe: płaska ścianka, cylindryczna. Przenikanie ciepła. Prawo
Pecleta. Niestacjonarna wymiana ciepła. Modelowanie procesów niestacjonarnych.

13 Niekonwencjonalne źródła energii.

4

2

2

2

2

2

2

2

1

Ćwiczenia:

1

Oznaczenia, jednostki. Termiczne równanie stanu

2

I Zasada termodynamiki. Przemiany odwracalne. Obliczanie ciepła i pracy w przemianach gazów
doskonałych dla systemów zamkniętych i otwartych.

3

II Zasada termodynamiki. Obiegi termodynamiczne. Sprawność termiczna.

4

Kolokwium z I części ćwiczeń. Określanie właściwości substancji czystej na przykładzie pary wodnej –
korzystanie z wykresu h –s. Przemiany pary wodnej.

5

Obieg Clausiusa –Rankine’a. Obieg Lindego.

6

Przemiany powietrza wilgotnego. Kolokwium z II części

2
2
2
2
2
2
2
1

1

Wprowadzenie. BHP. Niepewność pomiarowa.

2

Pomiar ilości substancji – masa, objętość i objętość właściwa

3

Pomiar ciśnienia - sprawdzanie manometrów

4

Pomiar ciśnienia - cechowanie mikromanometrów

5

Pomiar temperatury, przyrządy do pomiaru temperatury.

6

Pomiar temperatury - cechowanie termometrów

7

Pomiar temperatury - wyznaczanie dynamicznej charakterystyki czujników

8

Analiza gazów analizatorami chemicznymi. Aparat Orsata

9

Analiza gazów analizatorami fizycznymi

10

Pomiar wilgotności powietrza

11

Wyznaczanie wykładnika adiabaty

12

Indykowanie sprężarki tłokowej, analiza wykresów indykatorowych

13

Badanie lepkości olejów.

14

Temperatura zapłonu oleju.

15 Zaliczanie ćwiczeń laboratoryjnych

2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2

Dyżury dydaktyczne (konsultacje): w terminach podanych w harmonogramie pracy jednostki

EFEKTY KSZTAŁCENIA – NABYTE UMIEJĘTNOŚCI

1.

Obliczanie parametrów termicznych dla typowych przemian cieplnych.

2.

Sporządzanie bilansów energetycznych maszyn i urządzeń cieplnych.

3.

Bilansowanie energetyczne procesów spalania.

4.

Obliczanie strat ciepła przez typowe przegrody.

5.

Pomiary podstawowych parametrów termicznych. Szacowanie niepewności pomiarów.

FORMA I WARUNKI ZALICZENIA PRZEDMIOTU (RODZAJU ZAJĘĆ)

WYKŁADY: Zaliczenie odbywa się w formie pisemnej z całego zakresu materiału przedstawionego w trakcie wykładu. Podstawą
zaliczenia przedmiotu jest uzyskanie pozytywnej oceny z wykładu, ćwiczeń oraz laboratorium. Końcowa ocena z przedmiotu stanowi
średnią ważoną z wykładu-40%, ćwiczeń-30% i laboratorium-30%.
ĆWICZENIA:

−

Obecność na zajęciach jest obowiązkowa.

−

Zajęcia odbywają się wg. harmonogramu podanego wcześniej do wiadomości.

−

Przykłady obliczeniowe są rozwiązywane przez prowadzącego zajęcia.

−

Sprawdzenie umiejętności i przeprowadzenie podstawowych obliczeń odbywa się przez studentów odbywa się w formie pisemnej.

−

Podstawą uzyskania zaliczenia jest obecność na zajęciach i otrzymanie pozytywnych ocen ze wszystkich pisemnych sprawdzianów.

LABORATORIUM:

•

Obecność na zajęciach jest obowiązkowa. W przypadku nieobecności występuje obowiązek odrobienia zaległego ćwiczenia
laboratoryjnego z inną grupą.

•

Wykonanie ćwiczenia jest poprzedzane kontrolą stopnia opanowania wiadomości teoretycznych, przypadających na dane ćwiczenie.
Zakres obowiązujących wiadomości jest wcześniej podawany do wiadomości. W przypadku uzyskania negatywnej oceny należy zdać
daną partię materiału w terminie przed następnymi zajęciami.

•

Grupa laboratoryjna jest podzielona na dwie podgrupy, z których każda wykonuje inne ćwiczenie według harmonogramu
wywieszonego na tablicy ogłoszeń.
Z każdego ćwiczenia laboratoryjnego jest sporządzane sprawozdanie, które należy oddać prowadzącemu zajęcia do oceny przed
następnym ćwiczeniem laboratoryjnym.

•

Podstawą uzyskania zaliczenia jest odrobienie wszystkich ćwiczeń laboratoryjnych oraz otrzymanie pozytywnych ocen z wiadomości
teoretycznych i sprawozdań.

WYKAZ LITERATURY PODSTAWOWEJ

DO WYKŁADÓW:

J. Szargut: „Termodynamika techniczna”, PWN Warszawa 1990.
St. Wiśniewski: „Termodynamika techniczna”, WNT W –wa 1995
B. Staniszewski: „Termodynamika”, PWN W –wa 1978

DO ĆWICZEŃ:

J. Szargut, H. Górniak, A. Guzik,: Programowany zbiór zadań z termodynamiki technicznej. PWN W-wa 1979.
J. Gąsiorowski, E. Radwański, J. Zagórski, M. Zgorzelski: Zbiór zadań z teorii maszyn cieplnych. WNT, W-wa 1978.
F. Wolańczyk: Termodynamika -przykłady i zadania. Oficyna Wyd. Pol. Rzeszowskiej, Rzeszów 1998.
R. Smusz, J. Wilk, F. Wolańczyk: Termodynamika - materiały pomocnicze. Oficyna Wyd. Pol. Rzeszowskiej, Rzeszów1999.
W. Szymański, F. Wolańczyk – Termodynamika powietrza wilgotnego, Ofic. Wyd. P. Rz., 2004.

DO LABORATORIUM:

Praca zbior. pod red. B. Bieniasza – Termodynamika. Laboratorium, Wyd. II, Ofic. Wyd. P. Rz., 1999
Praca zbior. pod red. M. Mieszkowskiego – Pomiary cieplne i energetyczne, WNT Warszawa, 1981
Praca zbior. pod red . Jacek Kuleszy – Pomiary cieplne, cz. 1 i 2, WNT, W-wa 2000, wyd.3 zmienione
Fodemski T. R., Bakinowska K: – Podstawowe pomiary cieplne, cz. 1 i 2, WNT, W-wa 2000

WYKAZ LITERATURY UZUPEŁNIAJĄCEJ

DO WYKŁADÓW:

J. Madejski: „Termodynamika techniczna”, skrypt P.Rz., 1984.
E. Kalinowski: „Termodynamika”, Skr. Pol. Wroc., Wrocław 1994.

W. Pudlik: „Termodynamika”, skrypt Pol. Gd., Gdańsk 1998

E. Tuliszka: „Termodynamika techniczna”, PWN W –wa 1980

DO ĆWICZEŃ:

S. Ochęduszko, J. Szargut, H. Górniak, A. Guzik, S. Wilk: Zbiór zadań z termodynamiki technicznej. PWN W-wa 1968
R. Smusz, J. Wilk, F. Wolańczyk: Termodynamika - repetytorium. Oficyna Wyd. Pol. Rzeszowskiej, Rzeszów 2002.
St. Kurzyński, S. Mańkowski, M. Rubik: Zbiór zadań z techniki cieplnej. Skrypt Politechniki Warszawskiej 1971.

DO LABORATORIUM:

Praca zbior. pod red. B. Bieniasza – Wymiana ciepła i masy. Laboratorium, Ofic. Wyd. P. Rz., 1997
Praca zbior. pod red. F. Kotlewskiego – Pomiary w technice cieplnej, WNT Warszawa, 1974

Podpis nauczyciela odpowiedzialnego
za przedmiot

Podpis kierownika katedry
(zakładu/studium)

Data i podpis dziekana właściwego
wydziału