Hőtan BMEGEENATMH

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

2. Tájékoztató Oktatók, követelmények, oktatási segédanyagok

3. 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

4. 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

5. 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 • nincs minimális követelmény  évközben nem pótolható • gyakorlati anyag, 90 min munkaidő

6. Aláírás és pótlás • Aláírás feltételei • 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)

7. 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)

8. 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 • „aktív” részvétel (szóbeli produkció a gyakorlaton)

9. 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 • „aktív” részvétel (szóbeli produkció a gyakorlaton)

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

11. 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

12. Tananyag

13. Bevezetés Célkitűzések, alapfogalmak, módszerek

14. Mérnöki tevékenység • Tervezés és üzemeltetés

15. Célkitűzések - Kapcsolódások • Fizika • Áram-lástan • Mate-matika • Kémia

16. 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)

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

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

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

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

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

22. 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

23. Modellek Rendszer TERMODINAMIKAI RENDSZER KÖRNYEZET határoló felület kölcsönhatások

24. Kölcsönhatások • Jelleg • 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

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

26. Modellezés filozófiája • Ockham (Occam) borotvája • lexparsimoniae = takarékosság (tömörség) elve • „Pluralitasnon 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

27. 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

28. Modellalkotás interpretáció egyszerűsödés, elhanyagolások

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

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

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

32. 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, kvázistatikusállapotváltozás

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

34. 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

35. Folyamatmodellek

36. 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