Sadržaj predmeta

Termodinamika I

Šifra:

15920

Kratica:

TERMA I

Visoko učilište:

Fakultet strojarstva i brodogradnje

ECTS bodovi:

8.0

Opterećenje:

30(V) + 60(P)

Nositelji:

prof. dr. sc. Ivanka Boras

Izvođači:

Danijel Zadravec, mag. ing. mech. (V)

dr. sc. Martina Odeljan (V)

dr. sc. Alen Cukrov (V)

prof. dr. sc. Ivanka Boras (P)

Opis predmeta:

Ciljevi predmeta: Pružanje temeljnih spoznaja iz tehničke termodinamike. Upoznavanje s ponašanjem radnih tvari i osnovnim zakonitostima, zakonu održanja energije i mase i zakonu entropijske produkcije za tipične toplinske tehničke procese. Uvjeti za upis predmeta i ulazne kompetencije koje su potrebne za predmet: Položena Matematika II Obaveze studenata: Redovito pohađanje predavanja, redovito i aktivno odrađivanje vježbi, te redovito pisanje domaćih zadaća. Ocjenjivanje i vrednovanje rada studenata tijekom nastave i na završnom ispitu: Redovito pohađanje nastave (predavanja i vježbi) imat će 10% učinak na ukupnu ocjenu, dok će preostali postotak 40% + 50% imati uspjeh na pismenom odnosno usmenom dijelu ispita! Načini praćenja kvalitete koji osiguravaju stjecanje izlaznih znanja, vještina i kompetencija: Redovito će se pratiti prisustvo i aktivnost studenta na predavanjima i vježbama, njegova izravna usmena (ili e mail)kominikacija s nastavnikom u svezi s obrađivanom materijom izvan u ostalim (raspoloživim im) terminima. Nadalje će se pratiti kako stečena znanja u ovom kolegiju student primjenjuje u drugim, za ovaj predmet, vezanim kolegijima Nakon uspješno savladanog kolegija student će moći (ishodi učenja): u potpunosti termodinamički opisati i obrazložiti konkretni toplinski problem shodno naučenim sustavima, tvarima u sustavu, vrsti procesa u sustavu te ih obraditi sukladno I. i II. zakonu termodinamike kao i zakonu održanja mase ovisno o težini problema, moći će dati bilo cjelovito bilo djelomično rješenje, koristeći se pri tome poznatim im tabličnim, dijagramskim ili inim bazama podataka u potpunosti će moći odrediti energijsku efikasnost procesa, pa shodno tome predložiti i bolja (optimalna) rješenja postavljenog toplinskog problema Predavanja 1. Termodinamički sustavi. Toplinsko stanje. Veličine stanja. Nulti zakon termodinamike. Temperaturne skale 2. Toplina. Energijski oblici vezani za masu sustava. I. Zakon termodinamike u općem obliku 3. I. Zakon za zatvorene i otvorene sustave. Zakon o održanju mase. Termička jed. stanja idealnog plina. 4. Kalorička jed. stanja idealnog plina i nekompresibilnih tvari. Toplinski kapaciteti. Mješavine idealnih plinova. 5. Ravnotežne promjene stanja idealnih plinova i mješavina u zatvorenom sustavu. 6. Ravnotežne promjene stanja idealnog plina i njihovih mješavina u otvorenom sustavu. Kružni procesi (ciklusi) 7. Carnotov, Jouleov, (desnokretni i ljevokretni) proces. Braytonov, Ericssonov, Ottov i Dieselov proces. 8. II. zakon termodinamike. Iskaz. Formulacija. Reverzibilni i ireverzibilni procesi. Entropija. Clausiusova nejednakost. Gibbsova i Helmholtzova funkcija. 9. Način računanja promjene entropije tvari. Nernstov stavak. Princip prirasta entropije. Ireverzibilni procesi. 10. Izmjena topline pri različitim temp., trenje, prigušivanje, miješanje idealnih plinova. Ireverzibilnost. 11. Maksimalni rad otvorenih (eksergija) i zatvorenih sustava i kružnih procesa. Gubitak rada. Realni plinovi (pare). Isparivanje pri konst. tlaku. 12. Veličine stanja zasićene pare. ClausiusClapeyronova jed. Ravnotežne promjene stanja zasićene pare. Pregr. para 13. Desnokretni parni procesi.Carnotov, ClausiusRankinov. Ljevokretni procesi s parom. 14. Prikaz prigušivanja, adijabatskog (neadijabatskog ) miješanja i spec. eksergije u h, s dijagramu 15. Termičke jed. stanja realnih plinova: van der Waalsova, RedlichKwongova, BenedictWebbova i virijalna. Vježbe 1. Upute za rad. Osnovni pojmovi i definicije i primjeri iz tlaka i temperature. 2. Zadaci iz zakon održanja mase i energije vezanih na zatvorene i otvorene sustave. 3. Zadaci iz zakon održanja mase i energije vezan za za otvorene sustave. 3.Zadaci iz termičke jednad be stanja idealnih plinova. 4. Specifični i molarni toplinski kapaciteti tvari. Računanje promjene kaloričkih veličina: unutrašnje energije i entalpije nekompresibilnih tvari i idealnih plinova. 5. Zadaci iz ponašanja mješavina idealnih plinova; pravi i srednji specifični (molarni) toplinski kapaciteti., računanje njihovih kaloričkih veličina. 6. Rješavanje zadataka iz ravnotežnih (politropskih) i ravnotežnih nepolitropskih promjena stanja idealnih i njihovih mješavina plinova u zatvorenom. sustavu. 7. Računski primjeri načina računanja efetivnog rada. 8. Primjeri iz ravnotežnih promjena stanja idealnih plinova u otvorenim sustavima. Punjenje i pražnjenje spremnika. 9. Zadaci iz karakterističnih kružnih (cikličkih) desnokretnih i ljevokretnih procesa s idealnim plinom kao radnom tvari. 10. Zadaci iz računanja promjene entropije različitih tvari sustava. Zadaci iz karakterističnih nepovratnih (ireverzibilnih) procesa. Gubitak na radu (snazi). 11. Zadaci iz područja povratnih (reverzibilnih) procesa: maksimalni rad i eksergija. 12. Zadaci iz ponašanja realnih tvari. Ravnotežne promjenae stanja zasićene i pregrijane pare u zatvorenim i otvorenim sustavima. 13. Reverzibilni procesi s parom u zatvorenim i otvorenim sustavima. Prikaz relevantnih procesa u h,s dijagramu. 14. Zadaci iz karakterističnih desnokretnih procesa s parom kao radnom tvari. 15. Zadaci iz karakterističnih ljevokretnh procesi s parom kao radnom tvari.

Jezici izvođenja nastave:

Hrvatski

Obavezna literatura:

1. A.Galović Termodinamika I, FSB, Zagreb, 2010.

2. F. Bošnjaković, K.F.Knoche Technische Thermodynamik, Teil I, Steinkopf Verlag, Darmstadt,1988

3. B. Halasz Zbirka zadataka iz Termodinamike I, FSB, Zagreb, 2004.

Preporučena literatura:

4. Y. A. Cengel, M. A. Boles Thermodynamics, An Engineering Approach with Student Resources DVD, McGraw - Hills, 2010.

5. F. Incropera, D. DeWitt, T. L. Bergman, A. S. Lavine Introduction to Heat Transfer, John Wiley & Sons, 2007.

6. http //www.sfsb.hr/test/index.html, TEST - The Expert System for Thermodynamics

Preduvjeti za upis predmeta:

Matematika II (položen)

Predmet u nastavnom programu:

Šifra studija	Naziv studija	Razina studija	Semestar izvođenja	Obavezni/Izborni
6	Zrakoplovstvo	prijediplomski	3	obavezni
16	Inženjersko modeliranje i računalne simulacije	prijediplomski	3	obavezni
17	Procesno-energetski	prijediplomski	3	obavezni
20	Brodostrojarski	prijediplomski	3	obavezni

* predmet se ne predaje u tom semestru

Legenda

P - Predavanja

V - Vježbe