Technische Thermodynamik
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Verwendbarkeit:
Lehrformen:
Leistungsnachweis:
Arbeitsaufwand: Präsenzzeit 60 h + Selbststudium 90 h = 150 h = 5 ECTS |
Allgemeine Informationen
Die Vorlesung Technische Thermodynamik bei Prof. Dr.-Ing. Robert Pietzsch wird regulär jeweils im Wintersemester für die Studierenden des 3. Fachsemesters im Bachelor-Studiengang Maschinenbau angeboten.
Inhalte
1. Systematisierung der physikalischen Größen, extensive und intensive Zustandsgrößen, Ratengrößen, Einführung des Systembegriffes, transiente und stationäre Problemstellungen, Objektivitätsbegriff
2. Naturgesetze: thermodynamische Bilanzgleichungen
- Massenbilanz, Füllen und Entleeren von Systemen
- Energiebilanz, Energieformen, Wärme und Arbeit, erster Hauptsatz, Enthalpie, perpetuum mobile, stationäres offenes System: Wind- und Wasserkraftanlagen, Mischungstemperatur, instationäre Systeme: Badewanne, Wärmespeicher
- Entropiebilanz, Entropiebegriff, zweiter Hauptsatz, mathematische Beschreibung irreversibler Prozesse, perpetuum mobile 2.Art, Wärmekraftmaschinen und Wärmepumpen
3. Zustandsgleichungen für die Modellstoffe: ideales Gas, inkompressible Flüssigkeiten, linear- thermoelastischer Festkörper, Nassdampf
4. Elementare Zustandsänderungen des idealen Gases, technische und natürliche Anwendungen: Kompressor, Druckluftspeicher, Kamin
5. Theorie feuchter Luft und technische Anwendungen
6. Thermodynamische Kreisprozesse und thermomechanische Maschinen
● Carnotprozess und Stirlingmotor,
● Verbrennungskraftprozesse: Diesel-, Otto-,Jouleprozess
● Kaltgasmaschine, Kompressionskälteprozess
Qualifikationsziele
Die Technische Thermodynamik bildet die Voraussetzungen, natürliche und technische Prozesse, Maschinen und Apparate wissenschaftlich-physikalisch fundiert zu analysieren und zu bilanzieren. Den Studierenden werden die thermodynamischen Begriffe (z.B. System, Entropie, Wärmekraftmaschine), die Klassifizierung der physikalischen Größen und die Übertragung beobachteter Naturgesetze in eine mathematische Formulierung (Bilanzgleichungen) vermittelt. Die Studierenden sollen in der Lage sein, die thermodynamische Berechnung von Maschinen und Apparaten und von natürlichen Vorgängen zu verstehen und auf ähnliche Aufgabenstellungen anwenden zu können. Die Kategorisierung von Prozessen und Maschinen in ideale, natürliche und unmögliche soll ihnen geläufig sein. Die Handhabung von Zustandsdiagrammen soll ebenso sicher beherrscht werden, wie die thermophysikalische Beschreibung von drei Materialien (feuchte Luft, Wasser, elastische Metalle) mit objektiven Zustandsgleichungen.
Literaturhinweise
- Tilo Pfeifer, Fertigungsmesstechnik, 2.Auflage, Oldenbourgh, 2001
- W. Masing: Handbuch der Qualitätssicherung, München: Hanser Verlag, 5.Auflage, 2007
- Warnecke H.-J., Dutschke W.: Fertigungsmesstechnik, Springer, 2002
- DIN Taschenbuch 11; Langenprüftechnik 1, Berlin: Beuth
- DIN Taschenbuch 197: Langenprüftechnik 2, Berlin: Beuth
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