Technische Thermodynamik

Modulbeschreibung:

Dozent: Prof. Dr.-Ing. Robert Pietzsch

Ziele: Wesentliches Ziel der Lehrveranstaltung ist die Vermittlung thermophysikalischer Grundlagen, um für die Studierenden die Voraussetzungen für das Verständnis weiterführender ingenieurtechnischer Fächer wie Wärme- und Strömungstechnik, Kraft- und Arbeitsmaschinen, Wärmebehandlung in der Werkstofftechnik und Energietechnik zu schaffen.
Bewusst wird deshalb auf eine Unterscheidung zwischen Materialhtermodynamik und Prozessthermodynamik hingearbeitet. Neben den klassischen Gebieten ideales Gas, feuchte Luft und Kraft- und Arbeitsprozesse werden die Thermodynamik natürlicher Prozesse und des Menschen sowie aktuelle Themen wie Treibhauseffekt, Brennstoffzellen- und Wärmepumpenprozess behandelt.

Inhalte: Bilanz-, Material und Feldgleichungen, Energiebilaz in integraler- und Kontinuumsform (erster Hauptsatz der Thermodynamik

Materialdynamik:

Materialgesetze und thermophysikalische Eigenschaften

ideales Gas

Zustandsänderung

Feuchte Luft: hx-Diagramm, Entfeuchtung, Mischung, Kühlgrenze

Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik und Entropie

Mischungen, Mischphasen

Phasendiagramme

Gleichgewichte

Natürliche Thermodynamik:

Wolkenbildung

Kaminwirkung

Treibhauseffekt

Photosynthese

Thermodynamik des Menschen

Prozessthermodynamik:

Grundprozesse: Komression, Drosselung

Diagramme: p/v, T/s, log(p)/h

Wirkungsgrade

ideale Prozesse: Carnotprozess als Links- und Rechtsprozess

Technische Prozesse: Kältekreislauf, Motoren Turbinen, Dampfmaschinen, Brennstoffzelle

Lehrformen:

Vorlesungen (3 SWS)

Übungen (1 SWS) in Gruppen

Voraussetzungen:

Physik

Mathematik: Analysis, Algebra

Verwendbarkeit: Maschinenbau (B.Eng.) und Angewandte Kunstofftechnik (B.Eng.)

Leistungsnachweis Schriftliche Prüfung 120 Minuten

Angebot: Jährlich im Wintersemester

Arbeitsaufwand: Präsenzzeit 60 h + Selbststudium 90 h = 150 Stunden = 5 Credit Punkte

Literatur:

Müller, I.: Grundzüge der Thermodynamik mit historischen Anmerkungen, 2. Auflage, Springer 1999

Meyer, G.; Schiffner, E.: Technische Thermodynamik, Fachbuchverlag Leipzig, 1989

Dubbel: Taschenbuch für den Maschinenbau, Springer