itü lısansüstü ders katalog formu

İTÜ
LISANSÜSTÜ DERS KATALOG FORMU
(GRADUATE COURSE CATALOGUE FORM)
Dersin Adı
Course Name
Malzeme Termodinamiği
Materials Thermodynamics
Ders Türü
Yarıyılı
Kredisi
AKTS Kredisi
(Course Type)
(Semester)
(Local Credits)
(ECTS Credits)
Bahar
3.0
7.5
Yüksek Lisans
(Spring)
(MSc.)
Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Doktora Programı
Lisansüstü Program
(Graduate School of Science Engineering and Technology / Materials Engineering MSc.Program)
(Graduate Program)
Kodu
(Code)
MAM502
Dersin Türü
(Course Type)
Dersin İçeriği
(Course Description)
Zorunlu
(Compulsory)
Dersin Dili
(Course Language)
Türkçe
(Turkish)
Malzeme termodinamiğine giriş, Termodinamik kanunları, Termodinamik sistemlerde denge, Bir bileşenli
sistemler, Kimyasal reaksiyonlarda denge, Çok bileşenli sistemler, Çok bileşenli sistemlerde reaksiyonlar
ve denge, Ellingham diyagramları, Çözeltiler, İdeal çözeltiler, İdeal olmayan çözeltiler, seyreltik çözeltiler,
düzgün çözeltiler, çözeltiler termodinamiğinde atomistik modeller, fazlar kuralı ve kimyasal reaksiyonlarda
uygulaması, alternatif standart durumlar.
Introduction to Materials Thermodynamics, Laws of Thermodynamics, Equilibria in Thermodynamic
Systems, Unary Systems, Thermodynamic Equilibria in Chemical Reactions, Multicomponenet Systems,
Reactions and Equilibria in Multicomponent Systems, Ellingham Diagrams, Solutions, Ideal and non-ideal
solutions, dilute solutions, regular solutions, atomistic models for solution behavior, the phase rule and
application on chemical reactions, alternative standard state.
1.
Dersin Amacı
(Course Objectives)
Dersin Öğrenme
Çıktıları
(Course Learning
Outcomes)
Termodinamiğin temel kavramlarının Metalurji ve Malzeme Mühendisliğindeki öneminin
anlaşılmasını sağlamak,
2. Çözeltiler Termodinamiğinin temel kavramlarını vermek,
3. Öğrencilerin metalurji ve malzeme mühendisliğinde proses parametrelerinin seçiminde termodinamiği
kullanabilmelerini sağlamak,
4. Birden fazla çözüneni olan seyreltik çözelti kavramının ve bu çözeltilerdeki çözünenlerin birbirleri ile
ve ortamla olan reaksiyonlarını öğretmek
1. To provide students to understand basic concepts of thermodynamics and importance in metallurgical
and materials engineering.
2. To provide students the basic concepts of solution thermodynamics,
3. To provide students to use thermodynamics in the selection of process parameters in metallurgical and
materials engineering,
4. To teach them the concept of solutions containing several dilute dissolved components and their
reactivity between and the surrounding environment.
Bu dersi başarıyla tamamlayan yüksek lisans öğrencileri aşağıdaki konularda bilgi, beceri ve yetkinlik
kazanırlar;
1. Termodinamiğin I. Kanunu kullanarak bir maddenin veya kimyasal reaksiyonun sabit basınçta
sıcaklık değişimine bağlı olarak entalpilerinin (=ısı enerjisinin) değişimini hesaplayabilir,
2. Termodinamiğin II. Ve III. Kanunları yardımı ile sıcaklığa bağlı olarak entropi değişimi
hesaplayabilir,
3. Serbest enerji yardımı ile bir bileşenli sistemlerde faz dengelerini hesaplayabilir,
4. Metallerin oksijene, klora, kükürde v.s. afinitelerini saptayarak oluşan bileşiklerin kararlılıklarını
birbiri ile mukayese edebilir
5. Bir çözeltinin ve çözeltiyi meydana getiren bileşenlerin tüm termodinamik özelliklerini saptayabilir,
6. İdeal-düzgün çözeltilerin termodinamik özelliklerini hesaplayabilir,
7. Kimyasal bağ parametresi ve çözelti oluşumu üzerindeki etkisi.
8. Faz diyagramları - termodinamik özellikler arasındaki ilişkiyi kurabilir.
MSc. students who successfully pass this course gain knowledge, skills and competency in the following
subjects;
1. Use the first law of thermodynamics, under constant pressure calculate enthalpy change(=heat energy)
of a substance or reaction with changing temperature,
2. Use second and third law of thermodynamics; calculate change of entropy as a function of
temperature,
3. Calculate phase equilibrium in a one-component systems by means of free energy
4. Determine oxygen, sulphur , etc. affinity of metals and compare stability of metal oxides, sulphids
with each other,
5. Determine all the thermodynamic properties of a solution and its components,
6. Calculate thermodynamic properties of ideal and regular solutions,
7. Learn interatomic bonding phenomena and its effect on formation of solution.
8. Correlate phase diagrams and thermodynamic properties.
Kaynaklar
(References)
Ödevler ve Projeler
(Homework & Projects)
D.R. Gaskel, “Introduction to the Thermodynamics of Materials”, Taylor & Francis, 2003.
R.T. Dehoff, “Thermodynamics in Material Science”, McGraw-Hill, Inc, 1993.
D.V. Ragone, “Thermodynamics of Materials”, John Wiley & Sons, Inc.,1995
O. Kubaschewski, E.L. Evans, “Metallurgical Thermochemistry”, Pergamon Press, 1993.
M. Hillert, “Phase Equilibria, Phase Diagrams and Phase Transformations”, Cambridge
University Press, 1998.
Proje olarak öğrenciler birer uluslararası makale kritiğini derste yapacak ve bir rapor
hazırlayacaktır.
As a project, students will perform a paper critic in-class and prepare a report.
1.
2.
3.
4.
5.
Laboratuar Uygulamaları
(Laboratory Work)
Bilgisayar Kullanımı
(Computer Use)
Diğer Uygulamalar
(Other Activities)
Başarı Değerlendirme
Sistemi
(Assessment Criteria)
Başarı değerlendirme sisteminde
dersin çıktılarının olabildiğince
kantitatif ölçülmesine olanak
sağlayan ölçme yöntemleri
kullanılmalıdır.
Faaliyetler
(Activities)
Yıl İçi Sınavları
(Midterm Exams)
Kısa Sınavlar
(Quizzes)
Ödevler
(Homework)
Projeler
(Projects)
Dönem Ödevi/Projesi
(Term Paper/Project)
Laboratuar Uygulaması
(Laboratory Work)
Diğer Uygulamalar
(Other Activities)
Final Sınavı
(Final Exam)
Adedi*
(Quantity)
1
Değerlendirmedeki Katkısı, %
(Effects on Grading, %)
% 30
1
% 30
1
% 40
*Yukarıda Belirtilen Sayılar Minimum Olup Yerine Getirilmesi Zorunludur.
DERS PLANI
Hafta
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Konular
Malzeme Termodinamiğine giriş
Termodinamik kanunlar ,Termodinamik sistemlerde denge
Bir bileşenli sistemlerde denge, kimyasal reaksiyonlarda denge
Çok bileşenli sistemlerde reaksiyonlar ve denge.
Ellingham diyagramları
Çözeltiler, Çözeltileri tanımlayan termodinamik özellikler
Kkısmi molar termodinamik özellikler
İdeal çözeltiler ve özellikleri, İdeal olmayan çözeltiler, Seyreltik çözeltiler
Düzgün çözeltiler; termodinamik özellikleri.
Çözelti davranışlarında atomistik modeller
İkili faz diyagramları, İkili sistemlerde serbest enerji faz diyagramları ilişkisi.
Fazlar kuralı ve kimyasal reaksiyonlarda uygulaması
İkili faz diyagramları, İkili sistemlerde serbest enerji faz diyagramları ilişkisi.
Alternatif standart durumlar
Dersin
Çıktıları
1,2
1,2
2,3
3,4
3,4
5
5
5
5-7
5-7
6-8
6-8
6-8
1-8
COURSE PLAN
Weeks
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Topics
Introduction to Materials Thermodynamics
Laws of Thermodynamics, Equilibria in Thermodynamic Systems
Equilibria in Unary Systems, Equilibria in Chemical Reactions
Reactions and Equilibria in Multicomponent Systems.
Ellingham Diagrams
Solutions, Thermodynamic properties of solutions.
Partial thermodynamic properties,
Ideal solutions and their properties, non-ideal solutions, dilute solutions
The regular solutions and their properties
Atomistic models for solution behavior
Binary phase diagrams, Relation between free energy and phase equilibria in binary
systems
Binary phase diagrams, Relation between free energy and phase equilibria in binary
systems
The phase rule and application on chemical reactions
Alternative standard states
Course
Outcomes
1,2
1,2
2,3
3,4
3,4
5
5
5
5-7
5-7
6-8
6-8
6-8
1-8
Dersin Malzeme Mühendisliği Programıyla İlişkisi
Programın mezuna kazandıracağı bilgi, beceri ve yetkinlikler (programa ait çıktılar)
i.
ii.
iii.
iv.
v
vi.
Katkı
Seviyesi
1
2
3
Lisans düzeyi yeterliliklerine dayalı olarak, alanının ilişkili olduğu disiplinler arası etkileşimi
kavrayabilme, ilgili program alanında bilgilerini uzmanlık düzeyinde geliştirebilme ve
derinleştirebilme (bilgi).
Alanında edindiği uzmanlık düzeyindeki kuramsal ve uygulamalı bilgileri kullanabilme, farklı disiplin
alanlarından gelen bilgilerle bütünleştirip yorumlayarak yeni bilgiler oluşturabilme ve karşılaşılan
sorunları araştırma yöntemlerini kullanarak çözümleyebilme (beceri).
Alanı ile ilgili uzmanlık gerektiren bir çalışmayı, bilgi ve becerilerini eleştirel bir yaklaşımla
değerlendirip, öğrenmesini yönlendirerek, bağımsız olarak yürütüp, karşılaşılan ve öngörülemeyen
karmaşık sorunların çözümü için yeni stratejik yaklaşımlar geliştirerek sorumluluk alıp, liderlik
yaparak çözüm üretebilme (Bağımsız Çalışabilme, Sorumluluk Alabilme ve Öğrenme
Yetkinliği).
Alanındaki güncel gelişmeleri ve kendi çalışmalarını, nicel-nitel veriler ile destekleyerek, gerekli
düzeyde bilgisayar yazılımı ile birlikte bilişim ve iletişim teknolojilerini kullanarak, sosyal ilişkileri ve
bu ilişkileri yönlendiren normları eleştirel bir bakış açısı ile de inceleyerek geliştirip ve gerektiğinde
değiştirerek alanındaki ve alan dışındaki gruplara, yazılı, sözlü ve görsel olarak sistemli biçimde
aktarabilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik).
Bir yabancı dili en az Avrupa Dil Portföyü B2 genel düzeyinde kullanarak sözlü ve yazılı iletişim
kurabilme, kendi çalışmalarını, alanındaki uluslararası platformlarda, yazılı, sözlü ve/veya görsel
olarak aktarabilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik).
Alanı ile ilgili verilerin toplanması, yorumlanması, uygulanması ve duyurulması aşamalarında
toplumsal, bilimsel, kültürel ve etik değerleri gözeterek denetleyebilme, bu değerleri öğretebilme,
ilgili konularda strateji, politika ve uygulama planları geliştirebilme ve elde edilen sonuçları, kalite
süreçleri çerçevesinde değerlendirebilme, özümsediği bilgiyi, problem çözme ve/veya uygulama
becerilerini, disiplinlerarası çalışmalarda kullanabilme (Alana Özgü Yetkinlik).
+
+
+
+
1: Az, 2. Kısmi, 3. Tam
Relationship between the Course and Materials Engineering Program
Level of
Contribution
1
2
3
Program Outcomes
i.
ii.
iii.
iv.
v.
vi.
Grasping interdisciplinary interaction related to one’s area and developing and intensifying the current
and high knowledge in that area based upon the competency in graduate level (knowledge).
By means of ability to use theoretical and practical information related to one’s area, to combine and
interpret them with information from different disciplines producing new information and solving the
faced problems by related searching methods (skill).
By means of the ability to critically analyze knowledge, skills and also a study related to one’s area that
requires expertise on that area, directing and continuing independently, developing new strategies for the
problems that are not foreseen and taking the responsibilities together with fulfilling the leader role, the
ability to produce solutions for that problems (competence to work independently, competence to take
responsibility, competence to learning).
By means of the ability to promote current development and studies by supporting with qualitative and
quantitative data and to use computer software together with information and communication
technologies with a required level, critical analyzing, developing and altering, if required, social
relationships and the norms directing these relationships, establishing written oral and visual
communication with groups within one’s or different fields (communication and social competency).
Proficiency in a foreign language –at least European Language Portfolio B2 Level- and establishing
written, oral and visual communication with that language for presenting one’s studies in the international
environment (communication and social competency).
By means of the ability to inspect the steps like gathering, interpreting, implementing and announcing
related data with the one’s area by overseeing scientific, cultural and ethical norms, teaching these norms,
developing strategy, policy and action plans in related subjects and evaluating the obtained results by
making the use of quality processes, using the gathered information and solving problems and/or
implementation skills in the interdisciplinary strategies (area specific competency).
1: Little, 2. Partial, 3. Full
Düzenleyen (Prepared by)
Prof. Dr. Süheyla AYDIN
Yard. Doç. Dr. Nuri SOLAK
Tarih (Date)
İmza (Signature)
+
+
+
+