0. Tájékoztató a követelményekről 1. Bevezetés, alapfogalmak Hőtan BMEGEENATMH 0. Tájékoztató a követelményekről 1. Bevezetés, alapfogalmak

Tájékoztató Oktatók, követelmények, oktatási segédanyagok

Oktatók Előadó: Dr. Kovács Viktória Barbara (D. ép. 207/C) konzultációs idő: Sz 10:00-12:00 Tárgyat oktató tanszék: Energetikai Gépek és Rendszerek www.energia.bme.hu; ftp.energia.bme.hu Műszaki hőtan tárgycsoport követelményredszere: ftp://ftp.energia.bme.hu/pub/muszaki_hotan/Hotan_targycsoport_kovetelmenyek_aktualis.pdf

Követelmények Vizsga, előtte aláírás megszerzése Jelenléti követelmény: gyakorlatok legalább 70%-án (max. 4 hiányzás) Tanulmányi követelmények: zárthelyik együttes legalább 50%-os teljesítése felkészült, aktív részvétel a gyakorlatokon (0..10% között értékeli a gyakorlatvezető) Opcionális (szorgalmi) lehetőség: házi feladat

Zárthelyik Ellenőrző dolgozat (kiszh, e.d., kzh) 1x súly, azaz 100 pont a 3. és 8. oktatási héten a gyakorlaton nincs minimális követelmény  évközben nem pótolható elméleti anyag, kb. 10-15 min munkaidő Nagyzárthelyi (nagyzh, nzh) 4x súly, azaz 400 pont a 12. oktatási héten az előadáson gyakorlati anyag, 90 min munkaidő

Aláírás és pótlás Aláírás feltételei Pótlási lehetőségek max. 4 hiányzás a gyakorlatról „aktív” részvétel legalább 300 pont (50%) a kötelező számonkérésekből Pótlási lehetőségek hiányzás és „aktív” részvétel nem pótolható egy összevont pótzárthelyi a pótlási héten (általában csütörtökön)

Vizsga Vizsgajegy két részvizsga (írásbeli+szóbeli) alapján írásbeli: 40%-os súly (150 perces, 4 számpélda) szóbeli: 60%-os súly (kiadott tételsor szerint, elmélet) Érdemjegy megállapítása 50 alatt: elégtelen(1) 50..65: elégséges(2) 65..72,5: közepes(3) 72,5..85: jó(4) 85 felett: jeles(5)

Mentességek, kedvezmények Teljes vizsgamentesség  jeles(5) érdemjeggyel összteljesítmény: legalább 90% minden számonkérés legalább 80%-os „aktív” részvétel (szóbeli produkció a gyakorlaton) Teljes vizsgamentesség  jó(4) érdemjeggyel összteljesítmény: legalább 80% minden számonkérés legalább 70%-os

Mentességek, kedvezmények Teljes vizsgamentesség  közepes(3) érdemjeggyel összteljesítmény: legalább 70% minden számonkérés legalább 65%-os „aktív” részvétel (szóbeli produkció a gyakorlaton) Teljes vizsgamentesség  elégséges(2) érdemjeggyel összteljesítmény: legalább 55% minden számonkérés legalább 50%-os

Mentességek, kedvezmények Mentesség az írásbeli részvizsga alól összteljesítmény: legalább 50% Az évközi pontszám helyettesíti az írásbeli részvizsga pontszámát

Tananyag Jegyzet: hamarosan (elektronikus formában) Gyakorlati feladatgyűjtemény és Segédlet: ftp://ftp.energia.bme.hu/pub/muszaki_hotan/ATMH_Gyakorlati_feladatok_gyujtemenye_es_Segedlet_hallgatoi-2013.pdf Korábbi vizsgák, ajánlott jegyzetek: ftp://ftp.energia.bme.hu/pub/muszaki_hotan/ Szóbeli vizsga tételsora ftp://ftp.energia.bme.hu/pub/muszaki_hotan/ATMH-Szobeli_kerdesek-2011.pdf

Tananyag

Bevezetés Célkitűzések, alapfogalmak, módszerek

Mérnöki tevékenység Termék, folyamat Tervezés és üzemeltetés Funkció Megbíz-hatóság Biztonság Gazdasá-gosság Ergonómia Környezet-védelem

Célkitűzések - Kapcsolódások Termo-dinamika Hő-közlés Hőtan Kémia Fizika Mate-matika Áram-lástan

Termodinamika Elnevezés eredete: θερμη (therme) + δυναμις (dinamisz) = hő+erő Valójában: termosztatika Az „igazi” termodinamika: nem-egyensúlyi termodinamika Vizsgálati terület: energiaátalakulások Módszer: modellek (rendszer, közeg, folyamat) axiómák (főtételek)

Termodinamika/Hőközlés – Hol? Biokémiai rendszerek: pl. tüdő hőátadás anyagátadás kémiai reakciók

Termodinamika/Hőközlés – Hol? Háztartási gépek: pl. hűtőgép, légkondicionáló 1927 hűtőgép ma fordított (munkafelvevő) körfolyamat hőátadás (forrás, kondenzáció stb.) anyagátadás (légkond.)

Termodinamika/Hőközlés – Hol? Közlekedés: pl. repülőgép, gépjármű stb. hűtő

Termodinamika/Hőközlés – Hol? Ipari energiaátalakítás: pl. (hő)erőmű

Termodinamika/Hőközlés – Hol? Elektronikai eszközök: pl. számítógép hagyományos hőcsöves

Fogalmak A termodinamika nyelvezete görög és latin eredetű kifejezések izotermikus = állandó hőmérsékletű adiatermikus = hőszigetelt mennyiségek rövidítése (jelölése) angol elnevezés alapján; minden SI szerint p (pressure): nyomás V (volume): térfogat T, t (temperature): hőmérséklet τ (time): idő W (work): munka E (energy): energia

Modellek KÖRNYEZET Rendszer TERMODINAMIKAI RENDSZER határoló felület kölcsönhatások

Kölcsönhatások Jelleg Típusok – határoló felület függvénye anyagi jellegű energia jellegű Típusok – határoló felület függvénye merev/deformálódó: mechanikai diatermikus/adiatermikus: termikus áteresztő/féligáteresztő/nem áteresztő: kémiai (anyagi) szigetelő/vezető: villamos árnyékoló/nem árnyékoló: mező jellegű kivétel: gravitációs

Rendszermodellek magára hagyott zárt nyitott  anyag  anyag  anyag  energia  energia  energia

Modellezés filozófiája Ockham (Occam) borotvája lex parsimoniae = takarékosság (tömörség) elve „Pluralitas non est ponenda sine necessitate” A sokaság szükségtelenül nem tételezendő általában az egyszerűbb megoldás a helyes William Ockham (kb. 1285–1348) angol nemzetiségű ferences rendi szerzetes

Modellezés filozófiája Neumann János a modellekről: „… a tudomány nem magyarázni próbál, alig próbál interpretálni – a tudomány főként modelleket állít fel. A modellen olyan matematikai konstrukciót értünk, amely – bizonyos szóbeli értelmezést hozzáadva – leírja a megfigyelt jelenségeket. Az ilyen matematikai konstrukciókat kizárólag és pontosan az igazolja, hogy működnek.” Budapest, 1903. december 28. – Washington, 1957. február 8., magyar származású matematikus

Modellalkotás Valóság (probléma) Fizikai modell Matematikai modell (megoldás) interpretáció egyszerűsödés, elhanyagolások

Rendszermodellek ZÁRT rendszer = állandó tömeg egyszerűsítés – fizikai modell merev fal deformálódó fal közeg egyszerűsítés – matematikai modell henger merev fal dugattyú deformálódó fal energia (hő) energia (munka) gép (folyamat) energia (hő)

Rendszermodellek NYITOTT rendszer = ellenőrző térfogat (állandó) egyszerűsítés – fizikai modell

Rendszermodellek NYITOTT rendszer = ellenőrző térfogat (állandó) egyszerűsítés – matematikai modell energia (hő+anyag) energia (munka) gép (folyamat) energia (hő+anyag)

A rendszer leírása Leíró jellemzők mikroszkopikus (belső felépítés, részecskék)  statisztikus fizika [belső energia, entrópia] makroszkopikus (megfigyelhető, mérhető)  műszaki termodinamika [nyomás, hőmérséklet] Fogalmak állapot állapotjelző állapotváltozás egyensúly, egyensúlyi állapot állapotváltozás, kvázistatikus állapotváltozás

A rendszer leírása Állapotjelzők Anyag- vagy fázisjellemzők Extenzív (m, V) Intenzív (p, T) fajlagos extenzív (v = V/m) Anyag- vagy fázisjellemzők

Közegmodellek Az anyag viselkedését írják le Fizikai modell  matematikai modell állapotjelzők közötti függvénykapcsolat f(p,V,T,m…)=0 egyszerű modellek – tiszta anyagok Komponens (k), fázis (f), szabadságfok (sz) Gibbs-fázisszabály : f + sz = k +2 Ideális gáz fizikai modell matematikai modell: pV-mRT=0

Folyamatmodellek Megfordíthatóság: irreverzibilis reverzibilis Egyensúly: nem egyensúlyi kvázistatikus Létezés: létezik megközelíthető Disszipáció: van nincs Ábrázolás: csak a kezdeti és vég-állapot teljes folyamat  

Folyamatmodellek Egyszerű állapotváltozások egy állapothatározó rögzített izobár = állandó nyomás izochor = állandó térfogat izotermikus = állandó hőmérséklet izentalpikus = állandó entalpia kölcsönhatások korlátozottak adiabatikus: csak mechanikai engedett izentrópikus: adiabatikus és reverzibilis