Engineering Thermodynamics
| Umfang, Credits | 3+1 SWS, 5 ECTS |
| Kontakt | Assistent ETD |
| Vorlesung | TBA für Wintersemester 22/23 |
| Übung | TBA für Wintersemester 22/23 |
| Tutorübung | TBA für Wintersemester 22/23 |
| Semester | Wintersemester 2021/22 |
|---|---|
| Unterrichtssprache | English |
| Stellung in Studienplänen | Siehe TUMonline |
Teilnahmekriterien
Beschreibung
Die Vorlesung ist in fünf Kapitel gegliedert:
1) Thermodynamischer Zustand. Zustandsdiagramme, und -veränderungen. Thermische und kalorische Zustandsgleichungen bzw. Stoffwerte idealer und nicht-idealer Gase, inkompressibler Flüssigkeiten und Feststoffe sowie von gas-flüssig-fest Einstoffsystemen (Dampftafeln). Massen- und Energiebilanzen beim Phasenübergang.
2) Zustands- und Prozessgrößen. Arbeit und Wärme reversibler Iso-Prozesse. Thermodynamische Wirkungsgrade reversibler Kreisprozesse (Carnot, Joule ,..).
3) Allgemeine Integralformulierung der Erhaltungssätze für Masse, Impuls und Energie. Daraus abgeleitete, einfache Formulierungen für offene und geschlossene Systeme. Erscheinungsformen der Arbeit. Innere Energie und innere Arbeit. Erster Hauptsatz der Thermodynamik.
4) Entropie und zweiter Hauptsatz der Thermodynamik, TS Diagramme, Gibbs-Gleichung, Entropieerzeugung irreversibler Prozesse, Theorem von Guoy-Stodola. Maximierung der Entropie im thermodynamischen Gleichgewicht. Thermodynamische Potentiale. Statistische Interpretation der Entropie.
5) Exergie Bilanzen und irreversible Prozesse. Polytrope Zustandsgleichung, Van der Waals Gase. Clausius-Clapeyron.
1) Thermodynamischer Zustand. Zustandsdiagramme, und -veränderungen. Thermische und kalorische Zustandsgleichungen bzw. Stoffwerte idealer und nicht-idealer Gase, inkompressibler Flüssigkeiten und Feststoffe sowie von gas-flüssig-fest Einstoffsystemen (Dampftafeln). Massen- und Energiebilanzen beim Phasenübergang.
2) Zustands- und Prozessgrößen. Arbeit und Wärme reversibler Iso-Prozesse. Thermodynamische Wirkungsgrade reversibler Kreisprozesse (Carnot, Joule ,..).
3) Allgemeine Integralformulierung der Erhaltungssätze für Masse, Impuls und Energie. Daraus abgeleitete, einfache Formulierungen für offene und geschlossene Systeme. Erscheinungsformen der Arbeit. Innere Energie und innere Arbeit. Erster Hauptsatz der Thermodynamik.
4) Entropie und zweiter Hauptsatz der Thermodynamik, TS Diagramme, Gibbs-Gleichung, Entropieerzeugung irreversibler Prozesse, Theorem von Guoy-Stodola. Maximierung der Entropie im thermodynamischen Gleichgewicht. Thermodynamische Potentiale. Statistische Interpretation der Entropie.
5) Exergie Bilanzen und irreversible Prozesse. Polytrope Zustandsgleichung, Van der Waals Gase. Clausius-Clapeyron.
Inhaltliche Voraussetzungen
Mathematik (Analysis, gewöhnliche DGL, Vektoranalyse, Satz von Gauss)
Mechanik (Kraft, Arbeit, kinetische Energie)
Physik der Wärme (Temperatur, Wärmekapazitäten, ...)
Matlab-Grundkenntnisse
Mechanik (Kraft, Arbeit, kinetische Energie)
Physik der Wärme (Temperatur, Wärmekapazitäten, ...)
Matlab-Grundkenntnisse
Lehr- und Lernmethoden
Gemäß des Ansatzes des "Inverted Classrooms" werden die Konzepte und Methoden der Thermodynamik in online verfügbaren, annotierten und besprochenen Präsentationen vorgestellt. In der Vorlesung werden dann diese Konzepte anhand von interaktiven Fragen im Pingo Format diskutiert. Zur Vertiefung findet eine Zentralübung statt, in der die Anwendung der Konzepte und Methoden demonstriert wird. Zusätzlich wird eine Kleingruppenübung angeboten, in der die Studiernden die erlernten Konzepte selbst zum Lösen von Aufgaben anwenden, und um Fragen der Studierenden zu beantworten. Darüber hinaus sind die Studierenden angehalten, die wöchentlich selbstständig bearbeiteten Aufgaben zur individuellen Korrektur einzureichen. E-Tests auf Moodle ergänzen das Lehrangebot.