| Tantárgy neve (magyarul, angolul) | Haladó termodinamika | |||
|
Advanced Thermodynamics
|
||||
| Tantárgykód | BMEGEENNWAT | |||
| Tantárgyjelleg | kontaktórás tanegység | |||
| Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves) | kurzustípus: | előadás (elmélet) | gyakorlat | laboratóriumi gyakorlat |
| óraszám (heti): | 2 | 1 | 0 | |
| jelleg (kapcsolt/önálló): | - | kapcsolt | - | |
| Tanulmányi teljesítményértékelés (minőségi értékelés) típusa | vizsga | |||
| Tantárgy kreditértéke | 4 | |||
| Tantárgyfelelős | neve: | Dr. Fülöp Tamás Attila | ||
| beosztása: | egyetemi docens | |||
| elérhetősége: | fulop@energia.bme.hu | |||
| Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység | Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék | |||
| http://www.energia.bme.hu/ | ||||
| Tantárgy weblapja | ftp://ftp.energia.bme.hu/pub/Advanced_Thermodynamics_BMEGEENNWAT | |||
| Tantárgy oktatásának nyelve | angol | |||
| Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege | kötelező | |||
| Közvetlen előkövetelmények | Erős előkövetelmény | nincs | ||
| Gyenge előkövetelmény | ||||
| Párhuzamos előkövetelmény | ||||
| Mérföldkő előkövetelmény | legalább 0 megszerzett kredit | |||
| Kizáró feltétel | BMEGEENMWAT | |||
Célkitűzés
A tantárgy célja megismertetni a hallgatókat a termodinamika bevezető szinten túli fogalmaival, analitikus és numerikus számítási módjaival, a termodinamikai modellezés szintjeivel, az entrópia és az aszimptotikus stabilitás kapcsolatával, a termodinamikai fázisok leírásával, a folyamatcentrikus megközelítéssel, a termodinamika mechanikával való kapcsolódási pontjaival, és általánosan hasznos modellezési, sajátlépték-választási és kézi+számítógépes számítási képességekkel.
Tanulási eredmények
A tantárgy teljesítésével elsajátítható kompetenciák
Tudás
Tisztában van a termodinamikai modellezés szintjeivel, az idő- és helyfüggés figyelembe vételének módjaival. Tájékozott a van der Waals- és bonyolultabb közegmodellek körében. Birtokában van az állapotegyenletekből és mérésekből származtatható információk egymásba alakításának módjainak (változótranszfomációk, Maxwell- és Gibbs-Helmholtz-relációk). Tisztában van a kritikus pont, a spinodális, binodális és fázishatár-görbék meghatározásával. Azonosítja a termodinamikai és más modellek sajátléptékeit, ezáltal a szabad változók csökkentésének módját, így a vizsgálat hatékonyabbá tételének módját. Meghatározza a metastabil, negatív nyomású és szuperkritikus tartományokra jellemző közegviselkedéseket. Tájékozott az állapotdiagramok és fázisdiagramok felépítésében és használatának módjában. Átlátja a diszkrét termodinamikai rendszerek folyamatait leíró közönséges differenciálegyenlet-rendszert. Tájékozott az összentrópia mint Ljapunov-függvény szerepében e differenciálegyenlet-rendszer aszimptotikus stabilitási vizsgálatában. Általános szinten is ismeri a Ljapunov-technikát nemlineáris problémák stabilitásvizsgálatában. Értelmezi a Reitlinger–Chambadal–Novikov–Curzon–Ahlborn-hőerőgépet és a termodinamikai modellezésben való jelentőségét. Tudomása van a termodinamikai belső változók nyújtotta modellezési lehetőségekről. Ismeri a kontinuum-termodinamikai leírás alapelveit. Tisztában van a termodinamikai modellek korlátaival, a közelítések-egyszerűsítések jellegével, mértékével és a modellből kapott eredményre való kihatásukkal.
Képesség
Képes adott termodinamikai problémához megfelelő szintű modellezési mód megválasztására. Azonosítja a helyzetnek megfelelő (van der Waals- vagy bonyolultabb) közegmodellt. Alkalmazza az állapotegyenletekből és mérésekből származtatható információk egymásba alakítását (változótranszfomációk, Maxwell- és Gibbs-Helmholtz-relációk). Meghatározza a kritikus pontot, a spinodális, a binodális és a fázishatár-görbét. Képes termodinamikai és más modellek sajátléptékeinek felismerésére, ezáltal a szabad változók csökkentésére, így a vizsgálat hatékonyabbá tételére. Azonosítja a metastabil, negatív nyomású és szuperkritikus tartományokra jellemző közegviselkedéseket. Kiszámítja az állapotdiagramokat és fázisdiagramokat. Alkalmazza a diszkrét termodinamikai rendszerek folyamatait leíró közönséges differenciálegyenlet-rendszert. Alkalmazza az összentrópiát mint Ljapunov-függvényt e differenciálegyenlet-rendszer aszimptotikus stabilitási vizsgálatában. Általános szinten is felhasználja a Ljapunov-technikát nemlineáris problémák stabilitásvizsgálatában. Működteti a Reitlinger–Chambadal–Novikov–Curzon–Ahlborn-hőerőgép modelljét a termodinamikai modellezés keretében. Használja a termodinamikai belső változókat mint modellezési lehetőségeket. Működteti a kontinuum-termodinamikai leírás alapelveit. Azonosítja a termodinamikai modellek korlátait, a közelítések-egyszerűsítések jellegét, mértékét és a modellből kapott eredményre való kihatásukat.
Attitűd
Munkáját, eredményeit és következtetéseit folyamatosan ellenőrzi. Folyamatos ismeretszerzéssel bővíti a termodinamikai modellezéssel kapcsolatos tudását. Nyitott az információtechnológiai eszközök használatára. Törekszik a termodinamikai problémamegoldáshoz szükséges eszközrendszer megismerésére és rutinszerű használatára. Fejleszti a pontos és hibamentes feladatmegoldást, a mérnöki precizitást és szabatosságot szolgáló képességeit. Nyitott a módszeres és elemző gondolkodásra, a lényeglátásra, az intellektuális feszességre.
Önállóság és felelősség
Együttműködik az ismeretek bővítése során az oktatókkal és hallgatótársaival. Elfogadja a megalapozott kritikai észrevételeket és a jobbító javaslatokat. Önállóan végzi a termodinamikai feladatok és problémák végiggondolását és adott források alapján történő megoldását. Elkötelezett a módszeres, szabatos gondolkodás iránt. Elkötelezett a modell-elvű és a tudásszintek viszonyán alapuló felfogás iránt.
Oktatási módszertan
A tantárgy oktatása során az előadások és gyakorlatok egyaránt motiválják a hallgatókat az órán történő - értő - saját jegyzetelésre, az órai aktivitásra, a konzultációra, a bátor angol nyelvű kommunikációra, saját órai jegyzetének felhasználására, az online jegyzet követésére. Az előadás az általános elvek mellett szemléltető célú példákat is bemutat. A gyakorlat technikai konkrétumokba menve segíti elő az ismeretek alkalmazását és készségszintű elsajátítását.
Tanulástámogató anyagok
Tankönyv
Herbert B. Callen, Thermodynamics and an introduction to thermostatistics, Wiley, 1995, New York, ISBN 978-0-471-86256-7
S. R. De Groot and P. Mazur, Non-equilibrium thermodynamics, Dover, 2011, New York, ISBN 978-0486647418
T. Matolcsi, Ordinary thermodynamics, Society for the Unity of Science and Technology, 2017, Budapest, ISBN 978-615-80157-2-1
Jegyzet
T. Fülöp, Chapters in thermodynamics, 2020, ftp://ftp.energia.bme.hu/pub/Advanced_Thermodynamics_BMEGEENNWAT
Online elérhető tanulástámogató anyag
ftp://ftp.energia.bme.hu/pub/Advanced_Thermodynamics_BMEGEENNWAT
A tantárgyleírás hatályossága
| Hatályosság kezdete: | 2019. szeptember 1. |
| Hatályosság vége: | 2025. július 15. |
Általános szabályok
Egyrészt, a szorgalmi időszakban írnak egy nagy-zh-t, 90 perceset, mely 35% súllyal számít a vizsgajegybe. Ehhez van egy pót-zh, szintén a szorgalmi időszakban, ahol rontani nem ronthatnak. Másrészt, a vizsgaidőszakban írásbeli vizsgát tesznek, 90 perceset, mely 65% súllyal számít a vizsgajegybe. Harmadrészt, az előadásokon, gyakorlatokon és konzultációkon való munkájuk (hozzászólásaik, észrevételeik, kérdéseik) alapján kapnak max. 10%-ot. Az aláíráshoz legalább 70% előadás-jelenlét és legalább 40% félévközi eredmény kell.
Teljesítményértékelési módszerek
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
| 1. Évközi teljesítményértékelés | ||
| Típusa: | összegző (szummatív) értékelés | |
| Darabszáma: | 1 | |
| Célja, leírása: | Az összegző teljesítményértékelés a tudás és képesség típusú kompetenciaelemek komplex, írásos értékelési módja zárthelyi dolgozat formájában, a dolgozat alapvetően a megszerzett ismeretek alkalmazására fókuszál, így a problémafelismerést és -megoldást helyezi a középpontba, azaz gyakorlati (számítási) feladatokat kell megoldani a teljesítményértékelés során, a rendelkezésre álló munkaidő 90 perc. A gyakorlati (számítási) feladatokra való felkészüléshez gyakorló feladatsort kapnak a hallgatók. | |
| 2. Évközi teljesítményértékelés | ||
| Típusa: | részteljesítmény (formatív) értékelés, egyszerű | |
| Darabszáma: | 1 | |
| Célja, leírása: | Az évközi aktivitást mérő teljesítménymérés a tudás, képesség, attitűd, valamint önállóság és felelősség típusú kompetenciaelemek egyszerűsített értékelési módja, melynek megjelenési formája a felkészült megjelenés és tevékeny részvétel az előadásokon, a gyakorlatokon és a konzultációkon. A félév során elhangzott jó hozzászólások, észrevételek, kérdések összesített száma alapján járnak többletpontok. | |
Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
A vizsga elemei:
| Írásbeli részvizsga | ||
| Kötelezettség: | kötelező (rész)vizsgaelem, de elégtelen teljesítése önmagában még nem von maga után elégtelen(1) vizsgaérdemjegyet | |
| Leírás: | A tantárgy tudás és képesség típusú kompetenciaelemeinek komplex, írásos értékelési módja; alapvetően a megszerzett ismeretek alkalmazására fókuszál, így a problémafelismerést és -megoldást helyezi a középpontba, azaz elsősorban gyakorlati (számítási) feladatokat kell megoldani a teljesítményértékelés során; a rendelkezésre álló munkaidő 90 perc. A gyakorlati (számítási) feladatokra való felkészüléshez gyakorló feladatsort kapnak a hallgatók. | |
| Évközi eredmények beszámítása | ||
| Kötelezettség: | a hallgató választása szerinti opcionális (rész)vizsgaelem, a más részvizsga alapján megajánlott vizsgaérdemjegy korlátozottan módosulhat | |
| Leírás: | Az évközi értékelés eredménye hozzáadódik az írásbeli vizsga eredményéhez: az írásbeli vizsga 65% súllyal számít, a zh 35% súllyal, az aktivitás-pontok 10% súllyal. Tehát az évközi értékelés eredménye hozzáadódik az írásbeli vizsga eredményéhez: az írásbeli vizsga 65% súllyal számít, a zh 35% súllyal, az aktivitás-pontok 10% súllyal. Vagyis az évközi értékelés eredménye hozzáadódik az írásbeli vizsga eredményéhez: az írásbeli vizsga 65% súllyal számít, a zh 35% súllyal, az aktivitás-pontok 10% súllyal. | |
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya a minősítésben, aláírás megadásában
| Azonosítója | Részarány |
|---|---|
| 1. Évközi teljesítményértékelés | 77 % |
| 2. Évközi teljesítményértékelés | 23 % |
Az aláírás megadásának feltétele, hogy az évközi teljesítményértékeléseken szerezhető pontszám legalább 40 %-át elérje.
Vizsgaelemek részaránya a minősítésben
| Típusa: | Részarány |
|---|---|
| Írásbeli részvizsga | 65 % |
| Évközi eredmények beszámítása | 45 % |
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 70 %-án (lefelé kerekítve) jelen kell lenni.
A gyakorlatok legalább 70 %-án (lefelé kerekítve) tevőlegesen részt kell venni.
Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai
A javításra, ismétlésre és pótlásra vonatkozó különös szabályokat a TVSz általános szabályaival együttesen kell értelmezni és alkalmazni.
| Évközi összegző teljesítményértékelések egyenként eredményesen teljesítendők-e? | ||
| NEM | ||
| Beadott és elfogadott részteljesítmény értékelés a jobb eredmény elérése érdekében a pótlási időszak végéig ismételten benyújtható-e? | ||
| NEM | ||
| Összegző teljesítményértékelés javítási, illetve ismétlési módja első alkalommal: | ||
| az összegző (szummatív) teljesítményértékelések egyenként javíthatók, illetve ismételhetők | ||
| Összegző teljesítményértékelés ismétlő-javítási lehetősége engedélyezett-e, ha igen, milyen formában: | ||
| az ismétlő-javítás lehetősége kizárt | ||
| Korábbi eredmény figyelembevétele javítás, ismétlés-javítás esetén: | ||
| több eredmény közül a hallgató számára kedvezőbbet kell figyelembe venni | ||
| 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 | 42 |
| félévközi készülés a gyakorlatokra | 7 |
| felkészülés az összegző teljesítményértékelésekre | 16 |
| részteljesítmény értékelés feladatának kidolgozása | 4 |
| vizsgafelkészülés | 28 |
| további, a teljesítéshez szükséges munkaidő ráfordítás | 27 |
| összesen | 124 |
Tantárgykövetelmények hatályossága
| Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete: | 2019. szeptember 1. |
| Tantárgykövetelmények hatályosságának vége: | 2025. július 15. |
Elsődleges szak
A tantárgy elsődleges (fő) szakja, amelyen meghirdetésre kerül és amelyhez a kompetenciák kapcsolódnak:
Gépészeti modellezés
Kapcsolódás a KKK rendelet céljához és (szakos) kompenetciáihoz
Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:
Tudás
- Ismeri a gépek és gépészeti rendszerek időben változó folyamatainak modellezését, a folyamatok analízisét.
- Ismeri a gépészmérnöki kutató-fejlesztő munkában meghatározó természettudományi (matematikai, mechanikai, áramlástani, hőtani és elektronikai) elméleteket és számítási módszereket.
- Ismeri a korszerű kísérleti és a numerikus módszerekre támaszkodó modellezési technikákat.
Képesség
- Képes a megszerzett tudás alkalmazására és gyakorlati hasznosítására, a problémamegoldó technikák felhasználására.
- Képes önművelésre, önfejlesztésre, a saját tudás magasabb szintre emelésére.
- Képes a kreatív problémakezelésre és összetett feladatok rugalmas megoldására, továbbá az élethosszig tartó tanulásra.
Attitűd
- Törekszik arra, hogy a munkáját rendszerszemléletű és folyamatorientált gondolkodásmód alapján komplex megközelítésben végezze.
- Elkötelezett a magas színvonalú, minőségi munkavégzés iránt és törekszik e szemléletet munkatársai felé is közvetíteni.
- Nyitottan áll az önművelést, az önfejlesztést szolgáló szakmai továbbképzésekhez.
Önállóság és felelősség
- A képesítést megszerző nagyfokú önállósággal és felelősségvállalással tud végrehajtani gépészmérnöki modellezés témakörébe tartozó tevékenységeket.
- Szakmai problémák megoldása során önállóan és kezdeményezően lép fel.
- Szakmai feladatok megoldása során önállóan választja ki és alkalmazza a releváns problémamegoldási módszereket.
A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek
|
Tudás típusú kompetenciák
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti) |
Összeadás, kivonás, szorzás, osztás, deriválás, integrálás. |
|
Képesség típusú kompetenciák
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti) |
Képes jegyzetelni, képes kérdezni-hozzászólni. |