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