Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Inżynieria chemiczna i procesowa (S1)

Sylabus przedmiotu Mechanika statystyczna:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Inżynieria chemiczna i procesowa
Forma studiów studia stacjonarne Poziom pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta inżynier
Obszary studiów charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Mechanika statystyczna
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Katedra Inżynierii Chemicznej i Procesowej
Nauczyciel odpowiedzialny Halina Murasiewicz <Halina.Murasiewicz@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Halina Murasiewicz <Halina.Murasiewicz@zut.edu.pl>, Anna Story <Anna.Story@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 3,0 ECTS (formy) 3,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny 6 Grupa obieralna 1

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
projektyP6 30 1,50,44zaliczenie
wykładyW6 30 1,50,56zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Podstawy matematyki wyższej i fizyki

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Ukształtowanie umiejętności projektowania przy zastosowowaniu zagadnień z teorii termodynamiki statystycznej, teorii kinetycznej płynów oraz termodynamiki molekularnej.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
projekty
T-P-1Przykłady zastosowań teorii termodynamiki statystycznej, teorii kinetycznej płynów oraz termodynamiki molekularnej w zagadnieniach inżynierii chemicznej i procesowej – przenoszenia pędu, ciepła i masy w płynach oraz równowag fazowych w płynach.30
30
wykłady
T-W-1Elelmenty termodynamiki statystycznej i teorii kinetycznej: Trzy klasyczne zasady termodynamiki, niektóre zastosowania termodynamiki: opis przejść fazowych, zjawiska powierzchniowe, równanie stanu van der Waalsa. Kinetyczna teoria gazów doskonałych z równaniem kinetycznym Boltzmanna, procesy stochastyczne, zjawiska transportu w płynach – ujęcie statystyczne, lepkość płynów, hydrodynamika płynu lepkiego, równanie Naviera-Stokesa i prawo Stokesa w ujęciu statystycznym. Klasyczne ujęcie termodynamicznej równowagi fazowej, siły międzycząsteczkowe i ciśnienie osmotyczne, fugatywność w mieszaninach gazowych i ciekłych, roztwory elektrolitów. Rozpuszczalność gazów w cieczach, równowagi pod zwiększonym ciśnieniem.30
30

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
projekty
A-P-1Uczestnictwo w zajęciach30
A-P-2Przygotowanie do zajęć projektowych10
A-P-3Opracowanie raportu końcowego5
45
wykłady
A-W-1uczestnictwo w zajęciach30
A-W-2Studiowanie materiału, przygotowanie do zaliczenia15
45

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Metody podające: wykład informacyjny
M-2Metody praktyczne: metoda projektów
M-3Metody programowane: z użyciem komputera

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena formująca: Projekt: ocena cząstkowa poszczególnych etapów projektu
S-2Ocena podsumowująca: Projekt: zaliczenie projektu jako ocena średnia z poszczególnych etapów
S-3Ocena podsumowująca: Pisemne zaliczenie materiału wykładowego

Zamierzone efekty uczenia się - wiedza

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ICHP_1A_D06a_W01
Student powinien ilościowo scharakteryzować oddziaływania molekularne gazów, cieczy i ciał stałych, zidentyfikować związki z termodynamiką makroskopową, wyliczyc podstawowe właściwości termodynamiczne.
ICHP_1A_W02C-1T-W-1M-1S-3

Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ICHP_1A_D06a_U01
Student nabył umiejętności samodzielnego rozwiązywania i analizy problemów termodynamiki statystycznej i teorii kinetycznej oraz zzastosowania nabytej wiedzy w praktyce.
ICHP_1A_U01C-1T-P-1M-2, M-3S-1, S-2

Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ICHP_1A_D06a_K01
Student uczy się pracy zespołowej, kreatywności, komunikacji w zespole, organizacji pracy oraz postępowania zgodnego z zasadami inżynierskimi.
ICHP_1A_K01C-1T-P-1M-2, M-3S-1, S-2

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
ICHP_1A_D06a_W01
Student powinien ilościowo scharakteryzować oddziaływania molekularne gazów, cieczy i ciał stałych, zidentyfikować związki z termodynamiką makroskopową, wyliczyc podstawowe właściwości termodynamiczne.
2,0Student nie opanował podstawowej wiedzy podanej na wykładzie ani na ćwiczeniach projektowych.
3,0Student opanował podstawową wiedzę podaną na wykładzie oraz ćwiczeniach projektowych i potrafi ją zinterpretować i wykorzystać w nieznacznym stopniu.
3,5Student opanował podstawową wiedzę podaną na wykładzie oraz ćwiczeniach projektowych i potrafi ją zinterpretować i wykorzystać w stopniu dostatecznym.
4,0Student opanował podstawową wiedzę podaną na wykładzie oraz ćwiczeniach projektowych i potrafi ją zinterpretować i wykorzystać w stopniu dobrym.
4,5Student opanował pełną wiedzę podaną na wykładzie oraz ćwiczeniach projektowych i potrafi ją zinterpretować i wykorzystać w znacznym stopniu.
5,0Student opanował w pełni wiedzę podaną na wykładzie oraz ćwiczeniach projektowychi potrafi ją właściwie zinterpretować i w pełni wykorzystać praktycznie.

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
ICHP_1A_D06a_U01
Student nabył umiejętności samodzielnego rozwiązywania i analizy problemów termodynamiki statystycznej i teorii kinetycznej oraz zzastosowania nabytej wiedzy w praktyce.
2,0Student nie potrafi wykorzystać wiedzy teoretycznej do samodzielnego sformułowania podstawowych równań i obliczeń projektowych. Nie potrafi zastosować żadnej z podanych na wykładzie i ćwiczeniach metod obliczeniowych.
3,0Student potrafi sfromułować i rozwiązać proste obliczenia projektowe obejmujące zakres tematyczny mechaniki statystycznej korzystając z pomocy innych.
3,5Student potrafi wykorzystać wiedzę teoretyczną i formułuje związki ilościowe z małymi uchybieniami. Potrafi zastosować najprostsze z podanych na wykładach i ćwiczeniach metod obliczania do rozwiązania danego problemu obliczeniowego i zastosowania w projektowaniu.
4,0Student potrafi samodzielnie stworzyć opis matematyczny do rozwiązania zadanego problemu projektowego. W modelu i obliczeniach projektowych występują nieliczne błędy. Potrafi samodzielnie, z niewielkimi uchybieniami, przygotować dane do rozwiązania problemu.
4,5Student potrafi samodzielnie, z niewielkimi uchybieniami, stworzyć opis matematyczny do rozwiązania zadanego problemu. Potrafi samodzielnie przygotować dane do rozwiązania problemu i oddaje w terminie projekt, w którym nie ma znaczących błędów.
5,0Student potrafi samodzielnie i bezbłędnie stworzyć opis matematyczny do rozwiązania zadanego problemu. Potrafi samodzielnie wybrać najwłaściwszą metodę obliczeniową do rozwiązania równań modelowych, oddaje w terminie bezbłędny projekt.

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
ICHP_1A_D06a_K01
Student uczy się pracy zespołowej, kreatywności, komunikacji w zespole, organizacji pracy oraz postępowania zgodnego z zasadami inżynierskimi.
2,0Student nie jest świadomy konieczności stosowania nowoczesnych narzędzi mechaniki statystycznej i rozwiazań w zadaniach projektowych, nie wykazuje aktywności w ich poszukiwaniu oraz współpracy z pozostałymi członkami grupy.
3,0Student jest świadomy konieczności stosowania nowoczesnych narzędzi i rozwiazań w zadaniach projektowych ale wykazuje ograniczoną aktywność w ich poszukiwaniu oraz stara się współpracować z pozostałymi członkami grupy.
3,5Student wykonuje niektóre polecenia lidera w zakresie stosowania nowoczesnych narzędzi mechaniki statystycznej. Chętnie współpracuje z pozostałymi członkami grupy w zakresie rozwiazań w zadaniach projektowych.
4,0Student dokładnie wykonuje polecenia lidera i współpracuje z pozostałymi członkami grupy w sposób kreatywny i innowacyjny.
4,5Student potrafi współpracować z liderem a w razie potrzeby go kreatywnie zastąpić w zakresie zagadnień obliczeniowych mechaniki statystycznej.
5,0Student pelni rolę lidera dobrze kierującego grupą i potrafi wykorzystać potencjał każdego z członków grupy.

Literatura podstawowa

  1. Huang K., Podstawy fizyki statystycznej, PWN, Warszawa, 2006
  2. Pigoń K., Ruziewicz Z., Chemia fizyczna, t.2, Fizykochemia molekularna, PWN, Warszawa, 2005
  3. Prausnitz J.M., Lichtenhaler R.N., de Azevedo E.G., Molecular thermodynamics of fluid-phase equilibria, Prentice Hall, New Jersey, 1999

Literatura dodatkowa

  1. Buchowski H., Elementy termodynamiki statystycznej, Wydawnictwo Naukowo Techniczne, Warszawa, 1998
  2. Landau L.D., Lifszyc J.M., Fizyka statystyczna, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2011, Część I

Treści programowe - projekty

KODTreść programowaGodziny
T-P-1Przykłady zastosowań teorii termodynamiki statystycznej, teorii kinetycznej płynów oraz termodynamiki molekularnej w zagadnieniach inżynierii chemicznej i procesowej – przenoszenia pędu, ciepła i masy w płynach oraz równowag fazowych w płynach.30
30

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Elelmenty termodynamiki statystycznej i teorii kinetycznej: Trzy klasyczne zasady termodynamiki, niektóre zastosowania termodynamiki: opis przejść fazowych, zjawiska powierzchniowe, równanie stanu van der Waalsa. Kinetyczna teoria gazów doskonałych z równaniem kinetycznym Boltzmanna, procesy stochastyczne, zjawiska transportu w płynach – ujęcie statystyczne, lepkość płynów, hydrodynamika płynu lepkiego, równanie Naviera-Stokesa i prawo Stokesa w ujęciu statystycznym. Klasyczne ujęcie termodynamicznej równowagi fazowej, siły międzycząsteczkowe i ciśnienie osmotyczne, fugatywność w mieszaninach gazowych i ciekłych, roztwory elektrolitów. Rozpuszczalność gazów w cieczach, równowagi pod zwiększonym ciśnieniem.30
30

Formy aktywności - projekty

KODForma aktywnościGodziny
A-P-1Uczestnictwo w zajęciach30
A-P-2Przygotowanie do zajęć projektowych10
A-P-3Opracowanie raportu końcowego5
45
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1uczestnictwo w zajęciach30
A-W-2Studiowanie materiału, przygotowanie do zaliczenia15
45
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięICHP_1A_D06a_W01Student powinien ilościowo scharakteryzować oddziaływania molekularne gazów, cieczy i ciał stałych, zidentyfikować związki z termodynamiką makroskopową, wyliczyc podstawowe właściwości termodynamiczne.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówICHP_1A_W02ma wiedzę w zakresie fizyki niezbędną do zrozumienia podstawowych zjawisk i procesów fizycznych
Cel przedmiotuC-1Ukształtowanie umiejętności projektowania przy zastosowowaniu zagadnień z teorii termodynamiki statystycznej, teorii kinetycznej płynów oraz termodynamiki molekularnej.
Treści programoweT-W-1Elelmenty termodynamiki statystycznej i teorii kinetycznej: Trzy klasyczne zasady termodynamiki, niektóre zastosowania termodynamiki: opis przejść fazowych, zjawiska powierzchniowe, równanie stanu van der Waalsa. Kinetyczna teoria gazów doskonałych z równaniem kinetycznym Boltzmanna, procesy stochastyczne, zjawiska transportu w płynach – ujęcie statystyczne, lepkość płynów, hydrodynamika płynu lepkiego, równanie Naviera-Stokesa i prawo Stokesa w ujęciu statystycznym. Klasyczne ujęcie termodynamicznej równowagi fazowej, siły międzycząsteczkowe i ciśnienie osmotyczne, fugatywność w mieszaninach gazowych i ciekłych, roztwory elektrolitów. Rozpuszczalność gazów w cieczach, równowagi pod zwiększonym ciśnieniem.
Metody nauczaniaM-1Metody podające: wykład informacyjny
Sposób ocenyS-3Ocena podsumowująca: Pisemne zaliczenie materiału wykładowego
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie opanował podstawowej wiedzy podanej na wykładzie ani na ćwiczeniach projektowych.
3,0Student opanował podstawową wiedzę podaną na wykładzie oraz ćwiczeniach projektowych i potrafi ją zinterpretować i wykorzystać w nieznacznym stopniu.
3,5Student opanował podstawową wiedzę podaną na wykładzie oraz ćwiczeniach projektowych i potrafi ją zinterpretować i wykorzystać w stopniu dostatecznym.
4,0Student opanował podstawową wiedzę podaną na wykładzie oraz ćwiczeniach projektowych i potrafi ją zinterpretować i wykorzystać w stopniu dobrym.
4,5Student opanował pełną wiedzę podaną na wykładzie oraz ćwiczeniach projektowych i potrafi ją zinterpretować i wykorzystać w znacznym stopniu.
5,0Student opanował w pełni wiedzę podaną na wykładzie oraz ćwiczeniach projektowychi potrafi ją właściwie zinterpretować i w pełni wykorzystać praktycznie.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięICHP_1A_D06a_U01Student nabył umiejętności samodzielnego rozwiązywania i analizy problemów termodynamiki statystycznej i teorii kinetycznej oraz zzastosowania nabytej wiedzy w praktyce.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówICHP_1A_U01potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych oraz innych źródeł związanych z inżynierią chemiczną i procesową i dziedzinami pokrewnymi, potrafi integrować uzyskane informacje, interpretować oraz wyciągać prawidłowe wnioski i formułować opinie wraz z ich uzasadnieniem
Cel przedmiotuC-1Ukształtowanie umiejętności projektowania przy zastosowowaniu zagadnień z teorii termodynamiki statystycznej, teorii kinetycznej płynów oraz termodynamiki molekularnej.
Treści programoweT-P-1Przykłady zastosowań teorii termodynamiki statystycznej, teorii kinetycznej płynów oraz termodynamiki molekularnej w zagadnieniach inżynierii chemicznej i procesowej – przenoszenia pędu, ciepła i masy w płynach oraz równowag fazowych w płynach.
Metody nauczaniaM-2Metody praktyczne: metoda projektów
M-3Metody programowane: z użyciem komputera
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: Projekt: ocena cząstkowa poszczególnych etapów projektu
S-2Ocena podsumowująca: Projekt: zaliczenie projektu jako ocena średnia z poszczególnych etapów
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie potrafi wykorzystać wiedzy teoretycznej do samodzielnego sformułowania podstawowych równań i obliczeń projektowych. Nie potrafi zastosować żadnej z podanych na wykładzie i ćwiczeniach metod obliczeniowych.
3,0Student potrafi sfromułować i rozwiązać proste obliczenia projektowe obejmujące zakres tematyczny mechaniki statystycznej korzystając z pomocy innych.
3,5Student potrafi wykorzystać wiedzę teoretyczną i formułuje związki ilościowe z małymi uchybieniami. Potrafi zastosować najprostsze z podanych na wykładach i ćwiczeniach metod obliczania do rozwiązania danego problemu obliczeniowego i zastosowania w projektowaniu.
4,0Student potrafi samodzielnie stworzyć opis matematyczny do rozwiązania zadanego problemu projektowego. W modelu i obliczeniach projektowych występują nieliczne błędy. Potrafi samodzielnie, z niewielkimi uchybieniami, przygotować dane do rozwiązania problemu.
4,5Student potrafi samodzielnie, z niewielkimi uchybieniami, stworzyć opis matematyczny do rozwiązania zadanego problemu. Potrafi samodzielnie przygotować dane do rozwiązania problemu i oddaje w terminie projekt, w którym nie ma znaczących błędów.
5,0Student potrafi samodzielnie i bezbłędnie stworzyć opis matematyczny do rozwiązania zadanego problemu. Potrafi samodzielnie wybrać najwłaściwszą metodę obliczeniową do rozwiązania równań modelowych, oddaje w terminie bezbłędny projekt.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięICHP_1A_D06a_K01Student uczy się pracy zespołowej, kreatywności, komunikacji w zespole, organizacji pracy oraz postępowania zgodnego z zasadami inżynierskimi.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówICHP_1A_K01rozumie potrzebę dokształcania się i podnoszenia swoich kompetencji zawodowych i osobistych, motywuje do tego współpracowników
Cel przedmiotuC-1Ukształtowanie umiejętności projektowania przy zastosowowaniu zagadnień z teorii termodynamiki statystycznej, teorii kinetycznej płynów oraz termodynamiki molekularnej.
Treści programoweT-P-1Przykłady zastosowań teorii termodynamiki statystycznej, teorii kinetycznej płynów oraz termodynamiki molekularnej w zagadnieniach inżynierii chemicznej i procesowej – przenoszenia pędu, ciepła i masy w płynach oraz równowag fazowych w płynach.
Metody nauczaniaM-2Metody praktyczne: metoda projektów
M-3Metody programowane: z użyciem komputera
Sposób ocenyS-1Ocena formująca: Projekt: ocena cząstkowa poszczególnych etapów projektu
S-2Ocena podsumowująca: Projekt: zaliczenie projektu jako ocena średnia z poszczególnych etapów
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0Student nie jest świadomy konieczności stosowania nowoczesnych narzędzi mechaniki statystycznej i rozwiazań w zadaniach projektowych, nie wykazuje aktywności w ich poszukiwaniu oraz współpracy z pozostałymi członkami grupy.
3,0Student jest świadomy konieczności stosowania nowoczesnych narzędzi i rozwiazań w zadaniach projektowych ale wykazuje ograniczoną aktywność w ich poszukiwaniu oraz stara się współpracować z pozostałymi członkami grupy.
3,5Student wykonuje niektóre polecenia lidera w zakresie stosowania nowoczesnych narzędzi mechaniki statystycznej. Chętnie współpracuje z pozostałymi członkami grupy w zakresie rozwiazań w zadaniach projektowych.
4,0Student dokładnie wykonuje polecenia lidera i współpracuje z pozostałymi członkami grupy w sposób kreatywny i innowacyjny.
4,5Student potrafi współpracować z liderem a w razie potrzeby go kreatywnie zastąpić w zakresie zagadnień obliczeniowych mechaniki statystycznej.
5,0Student pelni rolę lidera dobrze kierującego grupą i potrafi wykorzystać potencjał każdego z członków grupy.