Engineering Thermodynamics
Description: The discipline examines issues on the physical properties of bodies and the laws of thermodynamics, thermodynamic processes and calculation methods, gas mixtures. To form knowledge on the main characteristic functions of thermodynamics and their properties, conditions of thermodynamic equilibrium of complex systems and phase transitions.
Amount of credits: 5
Course Workload:
Types of classes | hours |
---|---|
Lectures | 15 |
Practical works | 15 |
Laboratory works | 15 |
SAWTG (Student Autonomous Work under Teacher Guidance) | 30 |
SAW (Student autonomous work) | 75 |
Form of final control | Exam |
Final assessment method | A written exam |
Component: University component
Cycle: Base disciplines
Goal
- Formation of professional competencies based on the study of the fundamental laws of thermodynamics (the theory of the first and second beginnings, cycles), the main forms of heat distribution in space.
Objective
- - provision of basic thermal engineering training, including the development of the basic laws of thermodynamics and methods of their application for the analysis and calculation of processes used in thermal machines and other thermal installations; - acquisition of skills in working with literary and electronic databases of reference data; - development of methods for calculating thermodynamic processes in a variety of thermal power and low-temperature installations; - mastering the methods of thermodynamic analysis and evaluation of the efficiency of processes and cycles of heat power, heat pump and refrigeration units;
Learning outcome: knowledge and understanding
- Know the laws of technical thermodynamics, concepts, methodology for describing thermal processes based on the laws of energy conversion and distribution
Learning outcome: applying knowledge and understanding
- Be able to solve the problems of technical thermodynamics by calculating the characteristics of thermodynamic systems, cycles of heat engines
Learning outcome: formation of judgments
- Ability to solve thermodynamic problems of energy conservation and transformation, evaluate the efficiency of heat cycles
Learning outcome: communicative abilities
- Be able to solve complex problems based on thermodynamic analysis in a team
Learning outcome: learning skills or learning abilities
- Be ready to master new knowledge and understanding of the specialized disciplines of the specialty based on thermodynamic patterns
Teaching methods
In the conditions of credit technology of training, classes should be conducted mainly in active and creative forms. Among the effective pedagogical techniques and technologies that contribute to the involvement of students in the search and management of knowledge, the acquisition of experience in solving problems independently, it should be highlighted: - technology of problem- and project-oriented learning; - technologies of educational and research activities; - communication technologies (discussion, press conference, brainstorming, educational debates and other active forms and methods); - case study method (situation analysis); - gaming technologies in which students participate in business, role-playing, simulation games; - information and communication (including distance education) technologies.
Assessment of the student's knowledge
Teacher oversees various tasks related to ongoing assessment and determines students' current performance twice during each academic period. Ratings 1 and 2 are formulated based on the outcomes of this ongoing assessment. The student's learning achievements are assessed using a 100-point scale, and the final grades P1 and P2 are calculated as the average of their ongoing performance evaluations. The teacher evaluates the student's work throughout the academic period in alignment with the assignment submission schedule for the discipline. The assessment system may incorporate a mix of written and oral, group and individual formats.
Period | Type of task | Total |
---|---|---|
1 rating | 1 practical work. Thermal parameters of the body (pressure, temperature, volume) determination of indicators. The translation table. | 0-100 |
1 laboratory work. Thermal measuring equipment. | ||
2 practical work. The equation of an ideal gas is the solution of problems. | ||
2 laboratory work. Determination of the heat capacity of air | ||
SRO No. 1. The main parameters of the body condition. SRO No .2. Heat and work as forms of energy transfer | ||
3 practical work. Mixtures of gases - problem solving. | ||
3 laboratory work. Centrifugal fan testing | ||
4 practical work. Control work. The first boundary control. | ||
2 rating | 5 practical work. The heat capacity of gases is the solution of problems. | 0-100 |
SRO No. 3. Determination of water and water vapor parameters using an Is diagram. | ||
4 laboratory work. Water vapor. | ||
6 practical work. Isochoric, isobaric, isothermal, adiabatic, polytropic process - problem solving. | ||
7 practical work. Water vapor and its properties - problem solving | ||
5 laboratory work. Testing of a reciprocating compressor. | ||
6 laboratory work. Determination of the heat transfer coefficient in convection with free air movement in a horizontal pipe | ||
7 laboratory work. Water vapor and its properties - problem solving. | ||
SRO No. 4. Steam turbine plant SRO No. 5. Heat pump | ||
8 practical work. Control work. The second boundary control. | ||
Total control | Exam | 0-100 |
The evaluating policy of learning outcomes by work type
Type of task | 90-100 | 70-89 | 50-69 | 0-49 |
---|---|---|---|---|
Excellent | Good | Satisfactory | Unsatisfactory | |
Собеседование по контрольным вопросам | демонстрирует системные теоретические знания, владеет терминологией, логично и последовательно объясняет сущность явлений и процессов, делает аргументированные выводы и обобщения, приводит примеры, показывает свободное владение монологической речью и способность быстро реагировать на уточняющие вопросы | демонстрирует прочные теоретические знания, владеет терминологией, логично и последовательно объясняет сущность, явлений и процессов, делает аргументированные выводы и обобщения, приводит примеры, показывает свободное владение монологической речью, но при этом делает несущественные ошибки, которые исправляет самостоятельно или при незначительной коррекции преподавателем | демонстрирует неглубокие теоретические знания, проявляет слабо сформированные навыки анализа явлений и процессов, недостаточное умение делать аргументированные выводы и приводить примеры, показывает недостаточно свободное владение монологической речью, терминологией, логичностью и последовательностью изложения, делает ошибки которые может исправить только при коррекции преподавателем. | демонстрирует незнание теоретических основ предмета, несформированные навыки анализа явлений и процессов, не умеет делать аргументированные выводы и приводить примеры, показывает слабое владение монологической речью, не владеет терминологией, проявляет отсутствие логичности и последовательности изложения, делает ошибки, которые не может исправить даже при коррекции преподавателем, отказывается отвечать на занятии |
Контроль выполнения и проверка отчетности по лабораторным работам (оценка за лабораторную работу складывается из оценки за выполнение работы и оценки за защиту) | обучающийся выполняет работу в полном объеме с соблюдением необ-ходимой последовательности проведения опытов и измерений; самостоятельно и рационально монтирует необходимое оборудование; все опыты проводит в условиях и режимах, обеспечивающих получение правильных результатов и выводов; соблюдает требования правил техники безопасности; правильно и аккуратно выполняет все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления. Во время защиты при ответе на вопросы правильно понимает сущность вопроса, дает точное определение и истолкование основных понятий; сопровождает ответ новыми примерами, умеет применить знания в новой ситуации; может установить связь между изучаемым и ранее изученным материалом, а также с материалом, усвоенным при изучении других дисциплин | обучающийся выполнил требования к оценке «5», но допущены 2-3 недочета. Во время защиты при ответе на вопросы ответ удовлетворяет основным требовани-ям к ответу на 5, но дан без применения знаний в новой ситуации, без использо-вания связей с ранее изученным материалом и материалом, усвоенным при изу-чении других дисциплин; допустил одну ошибку или не более двух недочетов и может их исправить самостоятельно или с небольшой помощью преподавателя. | работа выполнена не полностью, но объем выполненной её части позволяет получить правильный результат и вывод; или если в ходе проведения опыта и измерения были допущены ошибки. Во время защиты при ответе на вопросы правильно понимает сущность вопроса, но в ответе имеются отдельные проблемы в усвоении вопросов курса, не препятствующие дальнейшему усвоению программного материала; допустил не более одной грубой ошибки и двух недочетов. | работа выполнена не полностью или объем выполненной части работ не позволяет сделать правильных выводов; или если опыты, измерения, вычисления, наблюдения производились неправильно; Во время защиты при ответе на вопросы не овладел основными знаниями и умениями в соответствии с требованиями программы и допустил больше ошибок и недочетов, чем необходимо для оценки 3 или не может ответить ни на один из поставленных вопросов. |
Контрольная работа для проверки рубежного уровня знаний | ставится за работу, выполненную без ошибок и недочетов, должны быть вы-полнены не менее 90% заданий | ставится за работу при наличии в ней не более одной не-грубой ошибки и одного недочета, не более трех недоче-тов. Должны быть выполнены от 70 до 89% заданий | ставится, если обучающийся правильно выполнил не менее 50% всей работы или допустил не более одной грубой ошибки и двух недочетов, не более одной грубой и одной негрубой ошибки, не более трех негрубых ошибок, одной негрубой ошибки и трех недочетов, при наличии четырех-пяти недочетов | ставится, если число ошибок и недочетов превысило норму для оценки 3 или правиль-но выполнено менее 50% всей работы |
Различные виды коллоквиумов (устный, письмен-ный, комбиниро-ванный, экспресс и др.) | обучающийся демонстрирует системные теоретические знания, владеет терминологией, логично и последовательно объясняет сущность явлений и процессов, делает аргументированные выводы и обобщения, приводит примеры, показывает свободное владение монологической речью и способность быстро реагировать на уточняющие вопросы | обучающийся демонстрирует прочные теоретические знания, владеет терминологией, логично и последовательно объясняет сущность, явлений и процессов, делает аргументированные выводы и обобщения, приводит примеры, показывает свободное владение монологической речью, но при этом делает несущественные ошибки, которые быстро исправляет самостоятельно или незначительной коррекции преподавателем | обучающийся демонстрирует неглубокие теоретические знания, проявляет слабо сформированные навыки анализа явлений и процессов, недостаточное умение делать аргументированные выводы и приводить примеры, показывает недостаточно свободное владение монологической речью, терминологией, логичностью и последовательностью изложения, делает ошибки, которые может исправить только при коррекции преподавателем | студент пәннің теориялық негіздерін білмегендігін, құбылыстар мен процестерді талдау дағдыларының қалыптаспағанын көрсетеді, дәлелді қорытынды жасауды және мысалдар келтіруді білмейді, монологтық сөйлеуді нашар меңгереді, терминологияны білмейді, логикалық және презентацияның жүйелілігі, түзетуші мұғаліммен де түзете алмайтын қателіктер жібереді, жауап беруден бас тартады |
Работа на практических (семинарских) занятиях | выполнил практическую работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности действий; в ответе правильно и аккуратно выполняет все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления; правильно выполняет анализ ошибок. При ответе на вопросы правильно понимает сущность вопроса, дает точное определение и истолкование основных понятий; сопровождает ответ новыми примерами, умеет применить знания в новой ситуации; может установить связь между изучаемым и ранее изученным материалом, а также с материалом, усвоенным при изучении других дисциплин. | выполнил требования к оценке «5», но допущены 2-3 недочета. Ответ обучающегося на вопросы удовлетворяет основным требованиям к ответу на 5, но дан без применения знаний в новой ситуации, без использования связей с ранее изученным материалом и материалом, усвоенным при изучении других дисциплин; допущены одна ошибка или не более двух недочетов, обучающийся может их исправить самостоятельно или с небольшой помощью преподавателя. | выполнил работу не полностью, но не менее 50% объема практической работы, что позволяет получить правильные результаты и выводы; в ходе проведения работы были допущены ошибки. При ответе на вопросы обучающийся правильно понимает сущность вопроса, но в ответе имеются отдельные проблемы в усвоении вопросов курса, не препятствующие дальнейшему усвоению программного материала; допущено не более одной грубой ошибки и двух недочетов. | выполнил работу не полностью или объем выполненной части работ не позволяет сделать правильных выводов. При ответе на вопросы демонстрирует не владение основными знаниями и умениями в соответствии с требованиями программы; допущены больше ошибок и недочетов, чем необходимо для оценки 3 или не может ответить ни на один из поставленных вопросов. |
Задания в тестовой форме для проверки исходного уровня знаний | 90-100% правильных ответов | 70-89% правильных ответов | 50-69% правильных ответов | 0-49% правильных ответов |
Экзамен | Демонстрирует выдающееся знание материала. Проявляет глубокое понимание концепций. Высокий уровень аналитических навыков. Отсутствие ошибок в расчетах или ответах. Аккуратное оформление работы. Творчески подходит к реше-нию задач. Стиль ответов соответствует высокому уровню подготовки. Эффек-тивное использование времени. Четкость и ясность выражения мыслей. | Демонстрирует хорошее знание материала. Понимает основные концепции предмета. Хорошие аналитические навыки. Эффективно управляет временем. Есть некоторые небольшие ошибки, но в целом, работа аккуратна. | Недостаточное знание материала. Ограниченное понимание основных концепций. Проявляет базовые навыки. Присутствуют ошибки, но они несущественные. Управление временем среднее, но нуждается в улучшении. | Отсутствие знаний по существенным аспектам предмета. Полное или почти полное отсутствие понимания ключевых концепций. Ошибки и недочеты в большинстве аспектов работы. Минимальные знания по основным вопросам предмета. Очень ограниченное понимание ключевых концепций. Многочисленные ошибки в выполнении заданий. Применения знаний находятся на уровне базовых требований. |
Evaluation form
The student's final grade in the course is calculated on a 100 point grading scale, it includes:
- 40% of the examination result;
- 60% of current control result.
The final grade is calculated by the formula:
FG = 0,6 | MT1+MT2 | +0,4E |
2 |
Where Midterm 1, Midterm 2are digital equivalents of the grades of Midterm 1 and 2;
E is a digital equivalent of the exam grade.
Final alphabetical grade and its equivalent in points:
The letter grading system for students' academic achievements, corresponding to the numerical equivalent on a four-point scale:
Alphabetical grade | Numerical value | Points (%) | Traditional grade |
---|---|---|---|
A | 4.0 | 95-100 | Excellent |
A- | 3.67 | 90-94 | |
B+ | 3.33 | 85-89 | Good |
B | 3.0 | 80-84 | |
B- | 2.67 | 75-79 | |
C+ | 2.33 | 70-74 | |
C | 2.0 | 65-69 | Satisfactory |
C- | 1.67 | 60-64 | |
D+ | 1.33 | 55-59 | |
D | 1.0 | 50-54 | |
FX | 0.5 | 25-49 | Unsatisfactory |
F | 0 | 0-24 |
Topics of lectures
- 1 topic
- 2 topic
- 3 topic
- 4 topic
- 5 topic
- 6 topic
- 7 topic
- 8 topic
- 8 topic
- 10 topic
- 11 topic
- 12 topic
- 13 topic
Key reading
- 1) Термодинамические и теплообменные процессы технических систем. Теория, задачи, упражнения, тесты: учебное пособие для СПО / А.П. Уханов, Д.А. Уханов, О.С. Володько, А.П. Быченин. – Санкт – Петербург: Лань, 2023. -260 с. 2) Основы технической термодинамики и теории тепло- и массообмена : учебное пособие / В.А. Барилович, Ю.А. Смирнов. — Москва :ИНФРА-М, 2020. — 432 с. 3) Дерюгин В.В. Тепломассобмен: учебное пособие для СПО/ В.В. Дерюгин, В.Ф. Васильев, В.М. Уляшева. – Санкт – Петербург: Лань, 2020. – 240 с. 4) Валерий Петрущенков. Техническая термодинамика : учебное пособие для вузов/ Петрущенков В.А. – СПб.: ООО «Страта», 2015.-160с. 5) Кириллин В.А., Техническая термодинамика: учебник для вузов [Электронный ресурс] :учеб. / Кириллин В.А., Сычев В.В., ШейндлинА.Е.. — Электрон. дан. — Москва : Издательский дом МЭИ, 2016. — 496 с.
Further reading
- 6) Логинов В.С., Юхнов В.Е. Практикум по основным теплотехники: Учебное пособие. – 2-е изд., испр. И доп. – СПб.: Издательство «Лань», 2019.-128. 7) Шаров Ю. И. Техническая термодинамика : учебник / Ю. И. Шаров, О. К. Григорьева, А. А. Францева. - Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2020. - 215 с 8) Техническая термодинамика и теплопередача: учебник для спо / А. И. Петров. - Санкт-Петербург : Лань, 2022. - 428 с 9) Техническая термодинамика и теплопередача: учебник для вузов / А. И. Петров. - 2-е изд., стер. - Санкт-Петербург : Лань, 2023. - 428 с.