| Tantárgy neve (magyarul, angolul) | Bevezetés az irreverzibilis termodinamikába | |||
|
Introduction to Irreversible Thermodynamics
|
||||
| Tantárgykód | BMEGEENBVIT | |||
| Tantárgyjelleg | kontaktórás tanegység | |||
| Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves) | kurzustípus: | előadás (elmélet) | gyakorlat | laboratóriumi gyakorlat |
| óraszám (heti): | 2 | 0 | 0 | |
| jelleg (kapcsolt/önálló): | - | - | - | |
| Tanulmányi teljesítményértékelés (minőségi értékelés) típusa | félévközi érdemjegy | |||
| Tantárgy kreditértéke | 3 | |||
| Tantárgyfelelős | neve: | Dr. Ván Péter | ||
| beosztása: | tudományos főmunkatárs | |||
| elérhetősége: | van@energia.bme.hu | |||
| Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység | Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék | |||
| http://www.energia.bme.hu/ | ||||
| Tantárgy weblapja | http://www.energia.bme.hu/tantargylista | |||
| Tantárgy oktatásának nyelve | magyar | |||
| Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege | kötelezően választható | |||
| Közvetlen előkövetelmények | Erős előkövetelmény | nincs | ||
| Gyenge előkövetelmény | ||||
| Párhuzamos előkövetelmény | ||||
| Mérföldkő előkövetelmény | legalább 0 megszerzett kredit | |||
| Kizáró feltétel | nincs | |||
Célkitűzés
A tantárgy célja megismertetni a hallgatókat az irreverzibilis termodinamika alapfogalmaival és alapelveivel, illetve az második főtétel szerepével klasszikus mérnöki és anyagmodellezési kérdésekben. A termosztatika, közönséges termodinamika és a klasszikus kontinuumok közül a disszipatív folyadékok egymásra hierarchikusan épülő elméleti modelljeit tárgyaljuk termodinamikai oldalról. A legfontosabb célkitűzés, hogy a hallgatókban kialakuljon a mérnöki tudományok alapjainak egységes szemlélete, a különböző tárgyak keretei között függetlennek érzékelt tudományterületek összekapcsolásával. Az entrópia és stabilitás viszonya illetve a második főtétel anyagtörvények és mozgásegyenletek származtatásában játszott szerepe a kulcsa ennek a szemléletmódnak.
Tanulási eredmények
A tantárgy teljesítésével elsajátítható kompetenciák
Tudás
Ismeri a termodinamikai modellezés szintjeit, az idő- és helyfüggés figyelembe vételének módjait. Ismeri az általános termosztatikai közegmodelleket, a különböző változórendszerek szerepét. Ismeri Gibbs- és a Gibbs-Duhem relációkat és az extenzivitás feltételeit. Átlátja a diszkrét termodinamikai rendszerek folyamatait leíró közönséges differenciálegyenlet-rendszereket, idértve homogén rendszerek belső változói által adott modellezési lehetőségeket. Érti az összentrópia mint Ljapunov-függvény kapcsolatát az aszimptotikus stabilitási tulajdonságokkal és a második főtétellel. Érti a kontinuumok relatív, vonatkoztatási rendszer függő mennyiségekkel történő modellezésének lehetőségeit az entrópiaprodukció kiszámítási módját. Átlátja az anyagi szimmetriák egyszerű reprezentációit, különös tekintettel izotróp anyagokra. Tisztában van a termodinamikai modellek korlátaival, a közelítések-egyszerűsítések jellegével, mértékével és a modellből kapott eredményre való kihatásukkal. Tisztában van a kontinuumok mérlegeivel és azok mögötti elvekkel. Kombinálni tudja és érti a tanult numerikus megoldási módszereket a termodinamikai feltételekkel.
Képesség
Képes adott termodinamikai problémához megfelelő szintű modellezési mód megválasztására. Képes a termodinamikai állapothatározók és potenciálok elemi átszámolására. Használja a Gibbs- és a Gibbs-Duhem relációkat és az extenzivitás feltételeit. Képes közönséges differenciálegyenleteket felállítani és megoldani termodinamikai rendszerek modellezésére. Felhasználja második főtételt a termohidrodinamika, azaz a Fourier és Navier-Stokes egyenletek rendszerének levezetésére. Alkalmazza a tömörítés szabályait, mint a tudományos gondolkodás legfontosabb elemét. Saját gondolatait érti és rendezett formában szóban megfelelően alkalmazza. A tárgyalt fizikai törvények feltételeit a tanultak alapján használja. A kontinuumok mérlegeit kiszámítja különböző formákban. Használja a termodinamikai rendszerekben végbemenő folyamatok matematikai modellek (állapotváltozási, konzisztencia- és mérlegegyenletek rendszere) segítségével történő modellalkotásra.
Attitűd
Nyitott az oktatók és hallgatótársai felé a feladatok és a tanulmányok alatt. Folyamatos ismeretszerzéssel bővíti tudását és ismereteit. Nyitott az információtechnológiai eszközök használatára. Törekszik a termodinamikai problémamegoldáshoz szükséges eszközrendszer megismerésére és rutinszerű használatára. Törekszik feladatmegoldásának informatív, mégis tömör, lényegretörő ismertetésére. Törekszik a gondos, pontos, hibamentes munkavégzésre, a folyamatos önellenőrzésre.
Önállóság és felelősség
Önállóan végzi a termodinamikai feladatok és problémák végiggondolását és adott források alapján történő megoldását. Önállóan végzi a termodinamikai feladatok és problémák megoldásának írásos dokumentációját. Ellenőrzi a tudományos objektivitás legfontosabb szempontjait. Elfogadja a kimondottan módszeres gondolkodás szükségességét. Elkötelezett a modell-elvű és a tudásszintek viszonyán alapuló felfogáshoz.. Elfogadja a termodinamika modellek hierarchikus felfogását.
Oktatási módszertan
Előadások, gyakorlatok, a gyakorlat részeként számítógépes demonstrációk, kötelező összetett házi feladat önálló megoldása. Kommunikáció írásban és szóban, az órai aktivitás erős motiválása, bátorítás konzultációra, munkaszervezési technikák (így például a határidő fontossága).
Tanulástámogató anyagok
Tankönyv
Kjelstrup-Bedeaux-Johannessen-Gross: Non-Equilibrium Thermodynamics for Engineers, 2017, ISBN 978-981-3200-30-2
Matolcsi: Közönséges termodinamika, Scholar, 2012, ISBN 9789632443218
Jegyzet
Környey: Termodinamika. Egyetemi jegyzet, Műegyetemi Kiadó,, 2007.
Online elérhető tanulástámogató anyag
A tantárgyleírás hatályossága
| Hatályosság kezdete: | 2021. május 3. |
| Hatályosság vége: | 2025. december 31. |
Általános szabályok
A 2.2. pontban megfogalmazott tanulási eredmények értékelése egy évközi írásbeli teljesítménymérés, egy szóbeli beszámoló (összegző tanulmányi teljesítményértékelések) és egy komplex házi feladat megoldásának írásbeli ismertetése alapján történik. A főbb ismeretek elsajátítását méri, illetve az ismeretek bővítéséhez szükséges motivációs készségeket a házi feladat ad.
Teljesítményértékelési módszerek
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
| 1. Évközi teljesítményértékelés | ||
| Típusa: | részteljesítmény (formatív) értékelés, egyszerű | |
| Darabszáma: | 1 | |
| Célja, leírása: | A főbb ismeretek elsajátítását méri. A termodinamikai főtételek dinamikai értelmét, a matematikai eszközök (Ljapunov stabilitás, elsőrendő Euler-homogenitás, stb..) megértését teszteli az előadáshoz kapcsolódó egyszerű feladatok megoldásával. Mivel évközi, ezért a homogén testek esete, a közönséges differenciálegyenleteken alapuló termodinamikai gondolkodás a fontos. | |
| 2. Évközi teljesítményértékelés | ||
| Típusa: | részteljesítmény (formatív) értékelés, projekt jellegű, komplex | |
| Darabszáma: | 1 | |
| Célja, leírása: | A főbb ismeretek elsajátítását méri. Összetett feladat megoldásával az ismeretek alkalmazásának képességét és azok azok érvényességi korlátainak értelmezését is teszteli. A vonatkozó parciális differenciálegyenletek megoldásán (esetleg a kísérleti eredményekkel történő összevetéssel, pedig további motivációs készség megerősítésre törekszik. | |
Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
A tárgyhoz nem tartozik vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelés.
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya a minősítésben, aláírás megadásában
| Azonosítója | Részarány |
|---|---|
| 1. Évközi teljesítményértékelés | 30 % |
| 2. Évközi teljesítményértékelés | 70 % |
Vizsgaelemek részaránya a minősítésben
A tárgyhoz nem tartozik vizsgaelem.
Érdemjegy megállapítása
| Érdemjegy | ECTS minősítés | Teljesítmény %-ban kifejezve |
|---|---|---|
| jeles (5) | Excellent [A] | 90 % felett |
| jeles (5) | Very Good [B] | 85 % - 90 % |
| jó (4) | Good [C] | 70 % - 85 % |
| közepes (3) | Satisfactory [D] | 55 % - 70 % |
| elégséges (2) | Pass [E] | 40 % - 55 % |
| elégtelen (1) | Fail [F] | 40 % alatt |
Az egyes érdemjegyeknél megadott alsó határérték már az adott érdemjegyhez tartozik.
Jelenléti és részvételi követelmények
Az előadások legalább 50 %-án (lefelé kerekítve) jelen kell lenni.
Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai
A javításra, ismétlésre és pótlásra vonatkozó különös szabályokat a TVSz általános szabályaival együttesen kell értelmezni és alkalmazni.
| Beadott és elfogadott részteljesítmény értékelés a jobb eredmény elérése érdekében a pótlási időszak végéig ismételten benyújtható-e? | ||
| igen | ||
| Korábbi eredmény figyelembevétele javítás, ismétlés-javítás esetén: | ||
| az időben újabb eredmény felülírja a korábbit | ||
| Részteljesítmény értékelés javítási, illetve ismétlési módja első alkalommal: | ||
| a részteljesítmény értékelés(ek) ezen csoportjába tartozó teljesítményértékelés nem javítható, illetve nem ismételhető, az eredmény megállapítás a TVSZ 122. § (6) bekezdésben foglaltak szerint | ||
A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka
| Tevékenység | óra / félév |
|---|---|
| részvétel a kontakt tanórákon | 28 |
| részteljesítmény értékelés feladatának kidolgozása | 34 |
| további, a teljesítéshez szükséges munkaidő ráfordítás | 28 |
| összesen | 90 |
Tantárgykövetelmények hatályossága
| Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete: | 2021. szeptember 1. |
| Tantárgykövetelmények hatályosságának vége: | 2026. augusztus 31. |
Elsődleges szak
A tantárgy elsődleges (fő) szakja, amelyen meghirdetésre kerül és amelyhez a kompetenciák kapcsolódnak:
Gépészmérnöki
Kapcsolódás a KKK rendelet céljához és (szakos) kompenetciáihoz
Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:
Tudás
- Ismeri a műszaki szakterület műveléséhez szükséges általános és specifikus matematikai, természet- és társadalomtudományi elveket, szabályokat, összefüggéseket, eljárásokat.
Képesség
- Műszaki szakterületen felmerülő problémák megoldásában képes alkalmazni a megszerzett általános és specifikus matematikai, természet- és társadalomtudományi elveket, szabályokat, összefüggéseket, eljárásokat.
Attitűd
- Megszerzett műszaki ismeretei alkalmazásával törekszik a megfigyelhető jelenségek minél alaposabb megismerésére, törvényszerűségeinek leírására, megmagyarázására.
Önállóság és felelősség
- Önállóan képes mérnöki feladatok megoldására.
A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek
|
Tudás típusú kompetenciák
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti) |
differenciálegyenletek |
|
Képesség típusú kompetenciák
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti) |
Önálló gondolkodás, érvelés alapján az objektív igazság mérlegelése. |