IV. semestar sveučilišnog preddiplomskog studija Strojarstvo
Tjedno opterećenje: 3P + 3V
ECTS bodovi: 7
Nositelj kolegija
prof.dr.sc. Marija Živić, redovita profesorica u trajnom zvanju
konzultacije uz prethodni dogovor na e-mail, ured G3
mzivic@unisb.hr
Izvođači kolegija
doc.dr.sc. Mario Holik, docent
konzultacije uz prethodni dogovor na e-mail, ured G104a
mholik@unisb.hr
dr.sc. Antun Barac, viši asistent
konzultacije uz prethodni dogovor na e-mail, ured G104a
abarac@unisb.hr
Matej Đuranović, mag.ing.mech., asistent
konzultacije uz prethodni dogovor na e-mail, ured G107
mduranovic@unisb.hr
Okvirni sadržaj predmeta
Osnovni pojmovi. Toplinsko stanje. Svojstva. Sustav. Energija. Ravnotežni i neravnotežni procesi. Zakon održanja mase. Prvi glavni stavak termodinamike za zatvoreni i otvoreni sustav. Idealni plinovi i idealno nestlačive tvari – svojstva. Termička jednadžba stanja. Politropske promjene stanja idealnih plinova u zatvorenom sustavu. (Rad, toplina i promjena unutrašnje energije.) Politropske promjene stanja u otvorenim sustavima. (Snaga, toplinski tok, promjena entalpije). Kružni procesi. Desnokretni (motori) i ljevokretni procesi (hladnjaci i toplinske pumpe), Carnotov, Ottov i Dieselov proces. Drugi zakon termodinamike. Povratni i nepovratni procesi u zatvorenim i otvorenim sustavima. Gubitak na radu. Realne tvari (pare). Isparivanje. Tipični reverzibilni parni procesi u zatvorenim i otvorenim sustavima. Kružni procesi s realnim tvarima. Carnotov i Rankinov desnokretni proces. Ljevokretni parni procesi. Ljevokretni proces s redukcijskim ventilom i usisavanjem suhozasićene pare. Osnovni pojmovi o prijenosu topline – provođenje, konvekcija, zračenje. Provođenje topline – osnovne geometrije: ravna stijenka, stijenka cijevi. Izmjena topline konvekcijom. Prisilna i slobodna konvekcija. Prijelaz topline pri kondenzaciji i isparivanju. Zračenje, crno tijelo, realne površine. Izmjena topline zračenjem: osnovni modeli: bliske stijenke i obuhvaćeno tijelo. Izmjenjivači topline. Proračun istosmjernog i protusmjernog izmjenjivača topline u bezdimenzijskom obliku.
Oblici provođenja nastave i način provjere znanja
Predavanja.
Vježbe: auditorne, računalne.
Tokom odvijanja nastave provjera znanja rješavanjem testova.
Cilj kolegija
Upoznati studente s ponašanjem idealnih plinova i para i zakonima održanja mase i energije i zakonom produkcije entropije te naučiti ih primijeniti te zakone u jednostavnim plinskim i parnim te kružnim desnokretnim i ljevokretnim procesima. Upoznati studente s osnovnim zakonima prijenosa topline i njihovom primjenom u jednodimenzijskim problemima.
Način polaganja ispita
Pismeni i usmeni
Popis literature potrebne za studij i polaganje ispita
- Galović, A: Termodinamika I, FSB, Zagreb, 2002.
- Galović, A.: Termodinamika II, FSB, Zagreb, 2003.
- Živić, M.: Termodinamika – vježbe, riješeni zadaci
Popis literature koja se preporučuje kao dopunska
- Halasz, B.: Zbirka zadataka iz uvoda u termodinamiku, FSB Zagreb, 2009.
- Cengel, Y.A; Boles, M.A.: Thermodynamics, An Engineering Approach with Student Resources DVD, McGraw Hills, 2010.
- Incropera, F.; DeWitt, D.; Bergman, T.L.;Lavine,A.S.: Introduction to Heat Transfer, John Wiley and Sons, 2007.
- TEST –The Expert System for Thermodynamics
Ishodi učenja
- Identificirati fizikalne veličine i jedinice u termodinamici
- Koristiti termodinamičke tablice, dijagrame i jednadžbu stanja
- Objasniti koncepte entropije, entalpije, unutarnje energije, ravnoteže, termodinamičkog rada, nepovratnosti, te načine izmjene topline
- Interpretirati prvi i drugi zakon termodinamike
- Primijeniti prvi i drugi zakon termodinamike za rješavanje inženjerskih problema u zatvorenom i otvorenom sustavu te kružnim ciklusima s idealnim ili realnim plinom
- Razlikovati načine prijenosa topline
- Riješiti jednodimenzijski slučaj izmjene topline
Povezivanje ishoda, učenja, nastavnih metoda i procjena ishoda učenja
| Nastavna aktivnost | ECTS | Ishod učenja | Aktivnost studenata | Metode procjenjivanja | Bodovi min-max |
|---|---|---|---|---|---|
| Pohađanje predavanja | 1,5 | 1-7 | Prisutnost uz aktivno sudjelovanje | Evidencija uz kratku usmenu provjeru znanja | 0-5 |
| Pohađanje vježbi | 1,5 | 1-7 | Prisutnost uz aktivno sudjelovanje | Evidencija | 5-5 |
| Kontinuirana provjera znanja | 2 | 1-7 | Pismena provjera znanja | 3 kontrolne zadaće ili pismeni ispit | 30-60 |
| Završni ispit | 2 | 1-7 | Pismena i usmena provjera znanja | Usmeni ispit | 15-30 |
| Ukupno: | 7 | 50-100 |