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Thermodynamik

Dozenten / Betreuer

  • Dr.-Ing. Dirk Weichgrebe
  • M. Sc. Kai Schumüller
  • M. Sc. Kristina Elsner

Termine

  • Dienstag 11:30h-13:00h ab 20.10.2015; Geb.-Raum: 220 MZ1 (3408)
  • Donnerstag 9:45h-11:15h ab 22.10.2015; Geb.-Raum: 220 MZ1 (3408)

Studien-/ Prüfungsleistungen

  • Klausur

Ziel des Moduls

Das Modul vermittelt den Studierenden grundlegende Kenntnisse der Thermodynamik, wie das ideale Gasgesetz, die Wärmeübertragung, die Fundamentalgleichungen sowie die vier Hauptsätze der Thermodynamik (Thermisches Gleichgewicht, Energierhaltung, Entropiebilanz und "absoluter Nullpunkt"). Kraft-Wärme-Kälte bzw. Kreislaufprozesse werden nur grundlegend beschrieben. Zusätzlich wird den Studierenden die Wertigkeit von Energie in Form von Anergie und Exergie erläutert.

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage

- das thermodynamische System zu erkennen und zu beschreiben (offen, geschlossen, adiabat, isentrop, polytrop),

- die Zustand- und Prozessgrößen sicher zu unterscheiden, in Abhängigkeit zu bringen und zu berechnen,

- die Grundgleichungen der Thermodynamik (Energiebilanz oder Leistungsbilanz) entsprechend aufzustellen und anzuwenden,

- die Energietransformation oder -transport anhand der Größen Arbeit, Wärme, Dissipation und innerer Energie bzw. zu diskutieren,

- deren Einfluss auf die Systemeigenschaften und -größen sowie Zustandsänderungen (z.B. Temperatur, Volumen, Druck) thermodynamisch zu charakterisieren.

Ferner können unter Anwendung der Prinzipien der Thermodynamik relevante Fragestellungen des Bau- und Umweltingenieurwesens (z.B. Wärmeausdehnung, Wärmedämmung) lösen und berechnen. Auch sind Studenten des Grundstudiums nun fachlich in die Lage versetzt, an der Diskussion zu Energieeffizienz und Energiebereitstellung adäquat teilzuhaben.

Inhalt des Moduls

  • Thermodynamische Zustandsgrößen
  • Ideale und reale Gase
  • Phasen- und Energieumwandlung
  • Wärmeübertragung (Wärmestrahlung, -leitung und -durchgang)
  • Thermodynamische Prozesse
  • Hauptsätze der Thermodynamik inkl. der Energiewertigkeit (Entropie, Exergie)
  • Nichtgleichgewichtsprozesse

Empfohlene Vorkenntnisse

  • Mathematik I
  • Mathematik II
  • Strömungsmechanik
  • Baumechanik A
  • Grundlagen der Bauphysik

Literatur

  • Doering, E. et al. (2016): Grundlagen der Technischen Thermodynamik,
    8. überarb. und erw. Aufl., Springer Vieweg, Wiesbaden ,
    Online-Ressource (XV, 511 S. 319 Abb) DOI: 10.1007/978-3-658-15148-5
    Lehrbuchsammlung, Galerie 1. Etage, Haus 1, Welfengarten 1 B, LB tec 400-7
  • Pitka, R. et al. (2009) Physik : der Grundkurs
    4., korr.Aufl., Harri Deutsch Verlag, Frankfurt am Main
    Lehrbuchsammlung, Galerie 1. Etage, Haus 1, Welfengarten 1 B, LB phy 1-29
  • Günter Cerbe; Gernot Wilhelms (2013): Technische Thermodynamik: Theoretische Grundlagen und praktische Anwendungen, 17. aktualisierte Aufl., Hanser-Verlag, München Lehrbuchsammlung, Galerie 1. Etage, Haus 1, Welfengarten 1 B, LB tec 400-8
  • Dirk Labuhn, Romberg, Oliver (2013): Keine Panik vor Thermodynamik! : Erfolg und Spaß im klassischen "Dickbrettbohrerfach" des Ingenieurstudiums 6. aktualisierte Auflage, Vieweg + Teubner Verlag WiesbadenLehrbuchsammlung, Galerie 1. Etage, Haus 1, Welfengarten 1 B, LB tec 400-4 auch als [Online-Ausg.]. – (2012)
  • Weigand, Bernhard; Köhler, Jürgen; von Wolfersdorf, Jens (2016): Thermodynamik kompakt 4., aktual. Aufl. , Springer Berlin Heidelberg Imprint: Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg s.l. (ISBN: 9783662497036) Online-Ressource (XXI, 214 S. 72 Abb); DOI: 10.1007/978-3-662-49703-6
  • Günter Cerbe; Gernot Wilhelms (2014): Übungsaufgaben Technische Thermodynamik München (Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG) eBook ISBN: 978-3-446-44172-9 Print ISBN: 978-3-446-44217-7

Besonderheiten

  • Semesterbegleitend wird ein Tutorium im Umfang von 8 SWS angeboten.

Kursunterlagen