Form IIIa ( Türkçe): Ders Bilgileri Dersin Adı Kodu Yarıyılı Teori (saat/hafta) Uygulama (saat/hafta) Laboratuar (saat/hafta) Yerel Kredi AKTS Kimya Mühendisliği Termodinamiği Önkoşul(lar)-var ise Dersin dili Dersin Türü Dersin verilme şekli Dersin öğrenme ve öğretme teknikleri Dersin sorumlusu(ları) Dersin amacı Dersin öğrenme çıktıları Dersin içeriği Dersin verilme şekli Kaynaklar KMÜ210 Bahar 4 0 0 4 6 KİM 249 Fizikokimya İngilizce Zorunlu Yüz yüze Anlatım Soru-Yanıt Sorun-Problem çözme Bölüm Sorumluları Bu dersin amacı termodinamiğin genel yasalarını vermek, böylece her türden enerji dönüşümünün temel ilkelerini öğretmektir. Karışımların termodinamik özelliklerini tanımlayan denklemlerin türetilmesi, çözelti termodinamiği ve faz dengesi konularını kapsar. Kimyasal denge ve kimyasal reaksiyonlar da termodinamik bakış açısı ile incelenir. Matematik, fen bilimleri ve mühendislik bilgilerini kimya mühendisliği problemlerine uygulayıp yeni teknolojilere adapte edebilme Yaşam boyu öğrenmenin önemini benimseyerek yeni teknolojik uygulamalardaki gelişmeleri veri tabanları ve diğer bilgi kaynaklarını etkin bir şekilde kullanarak takip edebilme Kimya mühendisliğinde kavramsal tasarımı tamamlanmış bir sistemin ve/veya sürecin tasarımını ölçeklendirip projelendirme Mühendislik çözümlerinin ve uygulamalarının evrensel ve toplumsal boyutlardaki etkilerini anlama Bireysel çalışma becerisi ve bağımsız karar verebilme yetisine sahip olarak fikirlerini Türkçe ve İngilizce dillerini kullanarak sözlü ve yazılı, açık ve öz bir şekilde ifade ederek etkin iletişimde bulunabilme Mesleki etik ve sosyal sorumluluk bilincine sahip olma Termodinamiğn Kapsamı: Termodinamic kavramlar ve tanımlar, İç enerji; Termodinamiğin Birinci Yasası; Kapalı sistemler için Enerji Denkliği. Termodinamik Hal ve Hal Fonksiyonları; Açık Sistemler için Kütle ve Enerji Denklikleri. İkinci Yasanın Açıklanması, Isı Makinaları. Entropi,İdeal Gazların Entropi Değişimi. İkinci Yasanın Matematiksel açıklaması. Açık sistemler için Entropi Denkliği, İdeal iş ve Kayıp işin hesaplanması. Sıvıların hacimsel Özellikleri. Akışkanların Termodinamik Özellikleri: Homojen fazların özellik ilişkileri, Artan Özellikler, Hal Denklemleri ile artan özellikler, Gazlar için genelleştirilmiş bağıntılar. Termodinamiğin akış sistemlerine uygulanması; Buhar güç çevrimleri, İçten yanmalı makinalar, jet makinaları: Soğutma: Buhar sıkışma çevrimleri, Isı pompası. Buhar/sıvı dengesi (VLE): Yoğuşma ve kabarcıklanma noktası hesaplamaları, K-değeri bağıntıları. Çözelti termodinamiği: Esas Özellik ilişkileri, kimyasal potansiyel, fugasite, VLE verilerinden sıvı faz özellikleri, Aşırı Gibbs enerji modelleri, karışımların özellikleri. Kimyasal Reaksiyon Dengesi: Dengenin kimyasal reaksiyonlara uygulanması, Faz kuralı ve Reaksiyon sistemleri için Duhem teoremi, Çoklu reaksiyon sistemlerinde denge, Yakıt hücreleri. Yüz yüze Ders Kitabı: J.M. Smith, H.C. Van Ness, M.M. Abbott, Chemical Engineering Thermodynamics,7 th Edition, McGraw Hill, 2001. Yardımcı Kaynaklar: R.E. Sonntag,C. Borgnakke, G.J. Van Wylen, Fundamentals of Thermodynamics, 5 th Edition, John Wiley & Sons, Inc. 1998. J.W. Tester, M. Modell, Thermodynamics and Its Applications, 3 rd Edition, Prentice Hall, 1997. S.I. Sandler, Chemical and Engineering Thermodynamics, 4 th Edition, John Wiley & Sons, 2006.
Form IIIb (İngilizce): COURSE INFORMATION Course Name Code Semester Theory (hours/week) Application (hours/week) Laboratory (hours/week) National Credit ECTS Chemical Engineering Thermodynamics Prequisites Course language Course type Mode of Delivery (face to face, distance learning) Learning and teaching strategies Instructor (s) Course objective Learning outcomes Course Content References KMÜ 210 KİM 249 Physical Chemistry English Compulsory Face yo face 4 4 0 0 4 6 Lecture Question and Answer Problem Solving Department lecturers The aim of this course is to teach the general principles (laws) of thermodynamics and energy conversion in all the systems. Thermodynamic properties of the mitures, solution thermodynamics and the phase equilibrium are studied. The students are aimed to gain a thermodynamic perspective in dealing with the chemical reactions and chemical reaction equilibrium. To apply mathematics, science and engineering to chemical engineering problems and new technologies. To recognize the need for and has the ability to engage in life-long learning; thus, can effectively follow the new technologies, databases and other information sources. To scale up and prepare a process/production plan from a conceptually designed process/system. To understand the impact of engineering applications and solutions in a global and societal contet. To work and make decisions independently, and communicate effectively by epressing his/her opinions in oral or written format in a clear and concise manner. To understand professional and ethical responsibility. The Scope of Thermodynamics: Thermodynamic concepts and Definitions, Internal Energy; The First Law of Thermodynamics; Energy Balance for Closed System. Thermodynamic State and State Functions; Mass and Energy Balances for Open Systems Statement of the Second Law; Heat Engines. Entropy; Entropy Changes of an Ideal Gas, Mathematical Statement of the Second Law, Entropy Balance for Open Systems, Calculation of Ideal Work, Lost Work. Volumetric Properties of liquids. Thermodynamics Properties of Fluids: Property relations for homogeneous phases, Residual properties, Residual properties by equations of state, Generalized property correlations for gases. Applications of thermodynamics to flow processes: The Steam Power Plant, Internal Combustion Engines, Jet Engines. Refrigeration: The Vapor-Compression Cycle, The heat pump. Vapor/Liquid Equilibrium (VLE): Dew-Point and Bubble-Point calculations, VLE from K-value correlations. Solution thermodynamics: Fundamental Property relations, Chemical potential and Fugacity, Liquid-phase properties from VLE data, Models for the ecess Gibbs energy, Property changes of miing, Chemical-Reaction Equilibria: Application of Equilibrium Criteria to Chemical Reaction, Phase Rule and Duhem s Theorem for Reacting Systems, Multireaction Equilibria, Fuel Cells Tet Book: J.M. Smith, H.C. Van Ness, M.M. Abbott, Chemical Engineering Thermodynamics,7 th Edition, McGraw Hill, 2001. References:
R.E. Sonntag,C. Borgnakke, G.J. Van Wylen, Fundamentals of Thermodynamics, 5 th Edition, John Wiley & Sons, Inc. 1998. J.W. Tester, M. Modell, Thermodynamics and Its Applications, 3 rd Edition, Prentice Hall, 1997. S.I. Sandler, Chemical and Engineering Thermodynamics, 4 th Edition, John Wiley & Sons, 2006. Form IVa ( Türkçe): Haftalara göre işlenecek konular Haftalar Tartışılacak işlenecek konular 1. Hafta Termodinamiğin Kapsamı: Termodinamik kavramlar ve tanımlar. İç enerji, Termodinamiğin Birinci Yasası, Kapalı sistemler için Enerji Denkliği, Termodinamik Hal ve Hal Fonksiyonları. Açık Sistemler için Kütle ve Enerji Denklikleri 2. Hafta Saf Sıvıların Hacimsel Özellikleri: Viral Hal Denklemleri, İdeal Gaz, Kübik Denklemler, Genelleştirilmiş Bağıntılar. 3. Hafta İkinci Yasanın Açıklanması, Isı Makinaları, Entropi, İkinci Yasanın Matematiksel Açıklaması. 4. Hafta Açık sistemler için Entropi Denkliği, İdeal iş ve Kayıp iş. Termodinamiğin Üçüncü Yasası 5. Hafta Akışkanların Termodinamik Özellikleri: Homojen fazların özellik ilişkileri, Artan Özellikler, Hal Denklemleri ile artan özellikler, Gazlar için genelleştirilmiş bağıntılar. 6. Hafta Termodinamiğin akış sistemlerine uygulanması. 7. Hafta Termodinamiğin akış sistemlerine uygulanması. 8. Hafta Buhar güç çevrimleri, İçten yanmalı makinalar, jet makinaları 9. Hafta Soğutma: Buhar sıkışma çevrimleri, Isı pompası. Arasınav 10. Hafta Buhar/Sıvı Dengesi (VLE): Yoğuşma ve kabarcıklanma noktası hesaplamaları, K- değeri bağıntıları. 11. Hafta Çözelti Termodinamiği: Esas Özellik İlişkileri, Kimyasal Potansiyel,Kısmi Özellikler Fugasite ve Fugasite Katsayısı, 12. Hafta Çözelti Termodinamiği Uygulamaları: VLE Verilerinden Sıvı Faz Özellikleri, Aşırı Gibbs Enerji Modelleri, Karışımların Özellikleri. 13. Hafta Kimyasal Reaksiyon Dengesi: Dengenin kimyasal reaksiyonlara uygulanması, Faz Kuralı ve Reaksiyon Sistemleri için Duhem Teoremi, 14. Hafta Çoklu Reaksiyon Sistemlerinde Denge, Yakıt Hücreleri. 15. Hafta Genel sınava hazırlık haftası 16. Hafta Genel sınav
Form IVb (İngilizce): Course outline weekly Weeks Topics The Scope of Thermodynamics: Thermodynamic Concepts and Definitions. Internal Energy, The First Law of Thermodynamics, Energy Balance for Closed 1 System, Thermodynamic State and State Functions, Mass and Energy Balances for Open Systems Volumetric Properties of Pure Liquids: Virial Equation of State, The Ideal Gas, Cubic 2 Equations of StateGeneralized Correlations Statements of the Second Law: Heat Engines, Entropy, Mathematical Statement of 3 the Second Law, Applications Entropy Balance for Open Systems, Ideal Work and Lost Work 4 The Third Law of Thermodynamics Thermodynamics Properties of Fluids: Property relations for homogeneous phases, 5 Residual properties, Residual properties by equations of state, Generalized property correlations for gases 6 Applications of thermodynamics to flow processes 7 Applications of thermodynamics to flow processes 8 The Steam Power Plant, Internal Combustion Engines, Jet Engines Refrigeration: The Vapor-Compression Cycle, The heat pump 9 Midterm Vapor/Liquid Equilibrium (VLE): Dew-Point and Bubble-Point calculations, 10 VLE from K-value correlations Solution thermodynamics: Fundamental Property relations, Chemical potential, 11 Partial Properties, Fugacity and Fugacity Coefficient Application of Solution Thermodynamics: Liquid-phase properties from VLE data, 12 13 Models for the ecess Gibbs energy, Property changes of miing Chemical-Reaction Equilibria: Application of Equilibrium Criteria to Chemical Reaction, Phase Rule and Duhem s Theorem for Reacting Systems 14 Multireaction Equilibria, Fuel Cells 15 Preparation to final eam 16 Final eam
Form Va : Değerlendirme Sistemi Yarıyıl içi çalışmaları Sayısı Katkı Payı % Devam - Laboratuar - Uygulama - Alan Çalışması - Derse Özgü Staj (Varsa) - Ödevler 5 5 Sunum - Projeler 1 10 Seminer - Ara Sınavlar 1 35 Genel sınav 1 50 Toplam 8 100 Yarıyıl İçi Çalışmalarının Başarı Notuna Katkısı 50 Yarıyıl Sonu Sınavının Başarı Notuna Katkısı 50 Toplam 100 Form Vb (İngilizce): Assesment methods Course activities Number Percentage Attendance - Laboratory - Application - Field activities - Specific practical training - Assignments 5 5 Presentation - Project 1 10 Seminar - Midterms 1 35 Final eam 1 50 Total 8 100 Percentage of semester activities contributing grade succes 50 Percentage of final eam contributing grade succes 50 Total 100
Form VIa: AKTS (Öğrenci İş Yükü) Tablosu Etkinlikler Sayısı Süresi Toplam İş Yükü Ders Süresi (X14 ) 4 1 56 Laboratuvar - - - Uygulama (14) - - - Derse özgü staj (varsa) - - - Alan Çalışması - - - Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi (Ön Çalışma, 14 1 14 pekiştirme, vb) Sunum / Seminer Hazırlama - - - Proje 1 20 20 Ödevler 5 4 20 Ara sınavlara hazırlanma süresi 1 30 30 Genel sınava hazırlanma süresi 1 40 40 Toplam İş Yükü 180 Form VIb (İngilizce): WORKLOAD AND ECTS CALCULATION Activities Number Duration (hour) Total Work Load Course Duration (14) 4 1 56 Laboratory - - - Application - - - Specific practical training - - - Field activities - - - Study Hours Out of Class (Preliminary work, 14 1 14 reinforcement, ect) Presentation / Seminar Preparation - - - Project 1 20 20 Homework assignment 5 4 20 Midterms ( Study duration ) 1 30 30 Final Eam (Study duration) 1 40 40 Total Workload 180
Form VIIa (Türkçe): DERSİN ÖĞRENME ÇIKTILARININ PROGRAM YETERLİLİKLERİ İLE İLİŞKİLENDİRİLMESİ Program yeterlilikleri 1. Matematik, fen bilimleri ve mühendislik bilgilerini kimya mühendisliği problemlerine uygulayıp yeni teknolojilere adapte edebilme 2. Yaşam boyu öğrenmenin önemini benimseyerek yeni teknolojik uygulamalardaki gelişmeleri veri tabanları ve diğer bilgi kaynaklarını etkin bir şekilde kullanarak takip edebilme 3. Kimya mühendisliğinde kavramsal tasarımı tamamlanmış bir sistemin ve/veya sürecin tasarımını ölçeklendirip projelendirme 4. Bilgisayar destekli teknik resim becerisini kimya mühendisliği tasarım ve uygulamasında etkin kullanabilme 5. Mühendislik problemlerinin çözümü için gerekli olan modern teknik ve araçları, bilgisayar yazılımı ile birlikte bilişim ve iletişim teknolojilerini etkin biçimde seçip kullanma 6. Mühendislik çözümlerinin ve uygulamalarının evrensel ve toplumsal boyutlardaki etkilerini anlama 7. Girişimcilik ve yenilikçilik konularında farkındalığa sahip olma 8. Deney tasarlama, deney yapma, deney sonuçlarını analiz edip yorumlayarak yazılı bir rapor şeklinde sunabilme 9. Disiplin içi ve disiplinler arası takım çalışması yapabilme 10. Bireysel çalışma becerisi ve bağımsız karar verebilme yetisine sahip olarak fikirlerini Türkçe ve İngilizce dillerini kullanarak sözlü ve yazılı, açık ve öz bir şekilde ifade ederek etkin iletişimde bulunabilme 11. Mesleki etik ve sosyal sorumluluk bilincine sahip olma 12. Proje planlama ve organizasyon, kalite yönetimi, çevre ve iş güvenliği gibi mesleki uygulamalar hakkında bilgili ve mühendislik uygulamalarının hukuksal sonuçları hakkında farkındalığa sahip olma 13. Kimya Mühendisliğinde son günlerde uluslar arası alanda hızlı bir gelişme gösteren ve gelecek vaat eden Biyoteknoloji, Polimer Bilimi ve Teknolojisi ile Malzeme Bilimi ve Teknolojisi konularının en az birinde uzmanlaşmış olma becerisi kazanma Katkı düzeyi 1 2 3 4 5
Form VIIb (İngilizce): MATRIX OF THE COURSE LEARNING OUTCOMES VERSUS PROGRAM OUTCOMES Program Outcomes 1. To apply mathematics, science and engineering to chemical engineering problems and new technologies. 2. To recognize the need for and has the ability to engage in life-long learning; thus, can effectively follow the new technologies, databases and other information sources. 3. To scale up and prepare a process/production plan from a conceptually designed process/system. 4. To use computer based technical drawing in chemical engineering design and application effectively. 5. To select effectively and use modern techniques, tools, softwares, computer and communication technologies necessary to solve engineering problems. 6. To understand the impact of engineering applications and solutions in a global and societal contet. 7. To recognize the importance of innovation and entrepreneurship. 8. To design and conduct an eperiment, interpret eperimental data and prepare a written report. 9. To function in inter/multi-disciplinary teams. 10. To work and make decisions independently, and communicate effectively by epressing his/her opinions in oral or written format in a clear and concise manner. 11. To understand professional and ethical responsibility. 12. To recognize the legal aspects of engineering applications having knowledge on project planning and organization, quality management, health, safety and environmental issues. 13. To specialize in at least one of rapidly developing fields: Biotechnology, Polymer Science and Technology, Materials Science and Technology. Contrubition level 1 2 3 4 5