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Thermodynamik

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Thermodynamik
Studiengang:
Studiengang mit Beginn der Gültigkeit der betreffenden ASPO-Anlage/Studienordnung des Studiengangs, in dem dieses Modul zum Studienprogramm gehört (=Start der ersten Erstsemester-Kohorte, die nach dieser Ordnung studiert).
Maschinenbau, Bachelor, ASPO 01.10.2018
Code: DFBGM402
SWS/Lehrform:
Die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) wird als Zusammensetzung von Vorlesungsstunden (V), Übungsstunden (U), Praktikumsstunden (P) oder Projektarbeitsstunden (PA) angegeben. Beispielsweise besteht eine Veranstaltung der Form 2V+2U aus 2 Vorlesungsstunden und 2 Übungsstunden pro Woche.
4V (4 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte:
Die Anzahl der Punkte nach ECTS (Leistungspunkte, Kreditpunkte), die dem Studierenden bei erfolgreicher Ableistung des Moduls gutgeschrieben werden. Die ECTS-Punkte entscheiden über die Gewichtung des Fachs bei der Berechnung der Durchschnittsnote im Abschlusszeugnis. Jedem ECTS-Punkt entsprechen 30 studentische Arbeitsstunden (Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung, ggfs. Zeit zur Bearbeitung eines Projekts), verteilt über die gesamte Zeit des Semesters (26 Wochen).
4
Studiensemester: 4
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Studienleistungen (lt. Studienordnung/ASPO-Anlage):
Schriftliche Prüfung, 90 Minuten
Prüfungsart:
Schriftliche Prüfung, 90 Minuten

[letzte Änderung 14.04.2016]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

DFBGM402 Maschinenbau, Bachelor, ASPO 01.10.2018 , 4. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Der Arbeitsaufwand des Studierenden, der für das erfolgreiche Absolvieren eines Moduls notwendig ist, ergibt sich aus den ECTS-Punkten. Jeder ECTS-Punkt steht in der Regel für 30 Arbeitsstunden. Die Arbeitsstunden umfassen Präsenzzeit (in den Vorlesungswochen), Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, ggfs. Abfassung einer Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Prüfung.

Die ECTS beziehen sich auf die gesamte formale Semesterdauer (01.04.-30.09. im Sommersemester, 01.10.-31.03. im Wintersemester).
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 60 Veranstaltungsstunden (= 45 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 4 Creditpoints 120 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 75 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Dr. Olivia Freitag-Weber
Dozent/innen:
Dr. Olivia Freitag-Weber


[letzte Änderung 14.04.2016]
Lernziele:
Unterschied zwischen Zustandsgrößen und Prozessgrößen erklären können
Energiebilanzen idealer Prozesse aufstellen und berechnen
p-V, T-s, h-s Diagramme und Dampftafeln benutzen und anwenden können.
Kreisprozesse für ideales Gas und Dampf kennen und berechnen können


[letzte Änderung 14.04.2016]
Inhalt:
Einführung und Grundbegriffe
Thermodynamische Systeme und Zustände
- Druck, Temperatur (Nullter Hauptsatz), spezifisches Volumen, Dichte, Molmasse
- Innerer Zustand, äußerer Zustand, Totalzustand,
Zustandsgleichungen und Zustandsänderungen
- Zustandsgleichungen idealer Gase
- Spezifische Wärmekapazitäten für ideale Gase, Flüssigkeiten und Feststoffe
- Definition von Arbeit und Wärme,
- Volumen- und Druckänderungsarbeit, Reibungsarbeit, äußere Arbeit, Leistung
Der erste Hauptsatz der Thermodynamik, Einführung und Definition
- Erster Hauptsatz für geschlossene Systeme und stationäre Fließprozesse
Quasistatische Zustandsänderungen homogener Systeme
- Isobare, isotherme, isochore, adiabate, isentrope, polytrope Zustandsänderungen
Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik, Einführung und Definition
- Entropieänderung idealer Gase
- Entropieänderung bei stationären Fließprozessen, Ausgleichsprozessen, adiabate Drosselung
Gesamtentropieänderung System und Umgebung
- T-s-Diagramm, h-s – Diagramm
Kreisprozesse, Wirkungsgrade und Leistungsziffern
- Grundlagen Kreisprozesse. Rechts- und linkslaufend, thermischer Wirkungsrad, Leistungsziffer
- Idealisierte Kreisprozesse mit idealen Gasen
- Carnot-Prozess, Joule-Prozess,
- Wirkungsgradverbesserungen durch inneren Wärmetausch, Carnotisierung des Joule-Prozesses
- Idealisierte Kreisprozesse von Motoren, Otto-, Diesel, Stirling-Motor
Reale Stoffe und ihre Anwendungen
- Definition, Realgasfaktor, Van der Waals-Gleichung, Phasenumwandlungen von Wasser
- Zustandsfunktionen realer Stoffe, p-T, p-v, T-s, h-s – Diagramme von Wasser
Definition des Dampfgehaltes x im Nassdampfgebiet
- Einfache Zustandsänderungen im Nassdampfgebiet, adiabate Drosselung bzw Isenthalpe
Kreisprozesse mit Dämpfen
- Clausius-Rankine-Prozess,
- Verbesserungen des Clausius-Rankine-Prozesses durch Zwischenüberhitzungen und
regenerative Speisewassererwärmung
- Linkslaufende Prozesse mit Dämpfen.
- Der reale Dampfprozesse und seine Wirkungsradverluste


[letzte Änderung 14.04.2016]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
Vorlesung und Übungen

[letzte Änderung 14.04.2016]
Literatur:
G.Cerbe, G.Wiliams: Einführung in die Wärmelehre
E.Doering, H-Schedwill, M. Dehli: Grundlagen der technischen Thermodynamik
N.Elsner, Grundlagen der technischen Thermodynamik


[letzte Änderung 14.04.2016]
 
[Thu Nov 21 16:28:28 CET 2024, CKEY=dta, BKEY=dfhim, CID=DFBGM402, LANGUAGE=de, DATE=21.11.2024]