Modulhandbuch

Verfahrenstechnik (VT)

Technische Thermodynamik

Empfohlene Vorkenntnisse

Es sind keine Kenntnisse erforderlich. Allerdings sind gute Kenntnisse der Physik von Vorteil.

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden müssen in der Lage sein, die Hauptsätze anzuwenden und damit die zu übertragenden Energien quantitativ zu bestimmen. Mit Hilfe der Entropie müssen Aussagen über die Reversibilität und Irreversibilität gemacht und mit Hilfe der Exergie Bewertungen vorgenommen werden können. Aufgrund der Zustandsänderungen müssen Aussagen über Kreisprozesse gemacht werden können; dabei ist der Bereich der reinen Gasphase als auch des Zweiphasengebietes eingeschlossen. Es werden sowohl Kraftmaschinen als auch Wärmepumpen und Kältemaschinen einbezogen. Die Behandlung von Zweistoffsystemen im Bereich des idealen Gases als auch speziell der feuchten Luft muss den Studierenden möglich sein.

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90
Workload 150
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausurarbeit, 90 Min.

Leistungspunkte Noten

Die Modulnote entspricht der Klausurnote.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. habil. Reiner Staudt

Empf. Semester 3
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Bachelor VT - Hauptstudium

Veranstaltungen

Technische Thermodynamik I

Art Vorlesung
Nr. M+V424
SWS 4.0
Lerninhalt

In der Vorlesung werden die thermodynamischen Zusammenhänge hergeleitet und mit Hilfe von Beispielen vertieft. Die Vorlesung wird im Wesentlichen durch Tafelarbeit bestimmt, dabei werden Overheadfolien als auch Computeranimationen sowie einfache Demonstrationsmodelle eingesetzt. Zur Unterstützung der Mitschrift wird ein sich weiter entwickelndes Script erstellt und ausgegeben. Zur Übung werden beispielhaft Aufgaben vorgerechnet (zum größten Teil Prüfungsaufgaben), die nach Möglichkeit in einem, von Studierenden geleiteten Tutorium vertieft werden.

A.) Grundlagen
Aufgaben der Thermodynamik, Verwendete Größen und Einheiten, Thermische Zustandsgrößen, Gasgesetze einheitlicher Stoffe.
B.) Der erste Hauptsatz
Allgemeine Formulierung, Arbeit und innere Energie, Wärme und innere Energie, Kreisprozesse, offene Systeme, kalorische Zustandsgleichung.
C.) Kinetische Gastheorie, ideales Gas
Thermische Zustandsgleichung, spezifische Wärmen, Stoßzahl eines Teilchens und mittlere freie Weglänge, Transportkoeffizienten, physikalische Daten ausgewählter Stoffe.
D.) Der zweite Hauptsatz
Reversible und irreversible Vorgänge, der Carnot-Prozess, irreversible Vorgänge, umkehrbarer Carnotscher Kreisprozess, irreversible Prozess, Entropie, Exergie.
E.) Reale Gase und ihre Eigenschaften
Reales Verhalten reiner Stoffe, Zustandsänderungen und deren Anwendungen, Luftverflüssigung.
F.) Kreisprozesse
Eigenschaften von Kreisprozessen idealer und realer Gase
G.) Mischung von Gasen
Mischung idealer Gase, feuchte Luft, Klimatechnik
H.) Ausblick auf weitere Gebiete
Wärmeübertragung

Literatur

- Einführung in die Thermodynamik, G. Cerbe, H.-J. Hoffmann , Carl Hanser Verlag, München, 1996
- Technische Thermodynamik, Hahne, Addison-Wesley, 1992
- Thermodynamik, H. D. Baehr , Springer Verlag, Berlin, 1984
- Thermodynamik, Band 1, Einstoffsysteme,, K. Stephan, F. Mayinger , Springer Verlag, Berlin, 1990