TEM Termomechanika

Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích
zima 2012
Rozsah
2/2. 4 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
doc. Ing. Jiří Míka, CSc. (přednášející)
doc. Ing. Jiří Míka, CSc. (cvičící)
Garance
doc. Ing. Jiří Míka, CSc.
Katedra strojírenství – Ústav technicko-technologický – Rektor – Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích
Předpoklady
OBOR(CAP)
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.
Cíle předmětu opírající se o výstupy z učení
Náplň předmětu navazuje na předmět Fyzika a je základem pro mnoho technických oborů. Studenti prohloubí své znalosti z termodynamiky plynů, sdílení tepla a naučí se základy spalování. Tyto poznatky jsou nutným předpokladem pro pochopení podstaty hospodárného získávání, transformace a rozvodu tepelné energie. Umožňuje správné řízení technologických procesů a jsou nepostradatelné i pro řadu běžných tepelně technických výpočtů.
Osnova
  • 1. Základní pojmy. Mikroskopický a makroskopický pohled. Termodynamický systém, okolí, stav, děj; stavové veličiny. Děje vratné a nevratné. Množství látky. Vnitřní energie. Dějové veličiny, teplo, práce. Empirická teplota. Nultý a první zákon termodynamiky 2. Stavová rovnice kalorická a termická. Různé modely: ideální plyn, plynová teplota. Neideální plyny, modely kapalin a pevných látek. Záření 3. Materiálové veličiny závislé na teplotě: roztažnost, rozpínavost, stlačitelnost. Parametry tepelné a teplotní. Kalorimetrie 4. Jednoduchý systém. Děj izotermický, izobarický, adiabatický, izochorický, polytropický, p-V diagram 5. Termodynamické stroje: motor, chladnička, tepelné čerpadlo. Druhý zákon termodynamiky, Thomsonova a Carnotova formulace, vztahy mezi nimi. Formulace Carathéodoryho 6. Carnotův cyklus, účinnost tepelných strojů, termodynamická teplota, entropie. Třetí zákon terrmodynamiky 7. Termodynamické potenciály: vnitřní, volná a Gibbsova energie, entalpie. Jejich vlastnosti a použitelnost pro konkrétní úlohy 8. Reálné plyny, vlastnosti kapalin a par, tabulky a diagramy vlastností 9. Fáze vs. složka. Fázové přechody, fázový diagram. Clausiova a Clausiova-Clapeyronova rovnice. Směsi plynu a syté páry; vlhký vzduch – termodynamické vlastnosti, Mollierův psychrometrický diagram h-s, procesy s vlhkým vzduchem 10. Vedení tepla (kondukce): Fourierův zákon; vedení tepla složenou stěnou; vedení s vnitřním zdrojem tepla 11. Proudění tepla (konvekce) nucené a přirozené (volné), principy dynamické podobnosti 12. Záření (sálání): zákony záření černého tělesa, aplikace v praxi 13. Výměníky tepla. Úvod do modelování tepelných jevů průmyslové praxe 14. Paliva a spalování, statika spalování
Literatura
    povinná literatura
  • NOŽIČKA J. Mechanika a termodynamika pro ekonomiku. Praha : ČVUT, 1990. ISBN 80-01-00417-1
  • OBDRŽÁLEK J. VANĚK A.: Řešené příklady z termodynamiky a molekulové fyziky. Praha : ÚJEP, 1998.
  • OBDRŽÁLEK J. VANĚK A. Termodynamika a molekulová fyzika. 2. vyd. Praha : ÚJEP, 2000. 240 s
  • OBDRŽÁLEK J.: Fyzikální veličiny a jednotky SI, 2. díl. Úvaly : Albra, 2006
    doporučená literatura
  • HALLIDAY D., RESNICK R. WALKER J. Fyzika, díl 1 a 2. (Fundamentals of Physics, čes. překlad, editoři DUB P.
  • OBDRŽÁLEK J.). 2. dotisk, VÚTIUM a Prometheus, 2006. (HRW
  • NOŽIČKA, J., ADAMEC, J., VARADIOVÁ, B. Termomechanika – sbírka příkladů. 1. vyd. Praha : ČVUT, Strojní fakulta, 1999. 140 s. ISBN 80-01-02050-9.
  • KALČÍK, J., SÝKORA, K. Technická termomechanika. 1.vyd. Praha : Academia, 1973. 536 s.
  • SAZIMA, M. a kol. Teplo. 1.vyd. Praha : SNTL, 1989. 588 s. ISBN 80-03-00043-2
Organizační formy výuky
přednáška
cvičení
Komplexní výukové metody
frontální výuka
skupinová výuka - kompetice
Studijní zátěž
AktivitaPočet hodin za semestr
Prezenční formaKombinovaná forma
Příprava na přednášky28 
Příprava na seminář, cvičení, tutoriál10 
Test 5x v průběhu semestru výpočet krátkého příkladu.10 
Účast na přednáškách28 
Účast na semináři/cvičeních/tutoriálu/exkurzi28 
Celkem:1040
Metody hodnocení a jejich poměr
zkouška - ústní 50 %
zkouška - písemná 20 %
test - průběžný 30 %
Podmínky testu
Písemná část složená z~výpočtu 3 příkladů, ústní zkouška - odpověď na tři otázky.
Další komentáře
Výuka probíhá každý druhý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích léto 2012, léto 2013, zima 2013, léto 2014, zima 2014, léto 2015, zima 2015, léto 2016, léto 2017, léto 2018, léto 2019, léto 2020, léto 2021, léto 2022, zima 2022, léto 2023, léto 2024.