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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/Verfahrenstechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2019
Code: MAB_19_A_3.02.THE
SAP-Submodul-Nr.:
Die Prüfungsverwaltung mittels SAP-SLCM vergibt für jede Prüfungsart in einem Modul eine SAP-Submodul-Nr (= P-Nummer). Gleiche Module in unterschiedlichen Studiengängen haben bei gleicher Prüfungsart die gleiche SAP-Submodul-Nr..
P241-0288
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).
5
Studiensemester: 3
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Klausur 120 min.

[letzte Änderung 18.02.2020]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

MAB_19_A_3.02.THE (P241-0288) Maschinenbau/Verfahrenstechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2019 , 3. 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 5 Creditpoints 150 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 105 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
MAB_19_A_1.04.MA1 Mathematik 1


[letzte Änderung 17.01.2022]
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
MAB_19_A_4.02.WFL Wärmeübertragung und Fluidmechanik
MAB_19_V_4.09.EEN Energieeffizienz und Nachhhaltigkeit
MAB_19_V_4.10.PVT Physikalische Verfahrenstechnik mit Praxisbeispielen
MAB_19_V_5.14.KTV Kraftwerkstechnik und Verbrennungsrechnung


[letzte Änderung 11.10.2022]
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Matthias Faust
Dozent:
Prof. Dr. Matthias Faust


[letzte Änderung 17.01.2022]
Lernziele:
Die Studierenden sind in der Lage:
•        die Unterschiede zwischen Zustandsgrößen und Prozessgrößen zu erklären.
•        die Energiebilanzen für ideale Prozesse aufzustellen und zu berechnen.
•        die Unterschiede zwischen idealen und realen Zustandsänderungen zu benennen.
•        p-V, T-s und h-s Diagramme sowie Dampftafeln zu benutzen und anzuwenden.
•        den Carnot Prozess zu erläutern und zu berechnen.
•        drei weitere ideale Gasprozesse zu erläutern und zu berechnen.
•        den idealen Dampf-Kraft-Prozess zu erläutern und zu berechnen.

[letzte Änderung 22.11.2018]
Inhalt:
Einführung und Grundbegriffe
•        Thermodynamische Systeme und Zustände
•        Druck, Temperatur (Null´ter Hauptsatz)
•        spezifisches Volumen, Dichte, Molmasse
•        innerer Zustand, äußerer Zustand, Totalzustand
Zustandsgleichungen und Zustandsänderungen
•        Zustandsgleichung idealer Gase
•        spezifische Wärmekapazitäten für ideale Gase, Flüssigkeiten und Feststoffe
Der erste Hauptsatz der Thermodynamik, Einführung und Definition
•        der erste Hauptsatz für ein geschlossenes System
•        Ausgetauschte Wärme und Arbeit
•        Volumen- und Druckänderungsarbeit
•        Reibungs- oder Dissipationsarbeit, äußere Arbeit
•        der erste Hauptsatz für einen stationären Fließprozess
•        Einführung der technischen Arbeit und Leistung
•        Definition, Berechnung der technischen Arbeit und Leistung
•        Quasistatische Zustandsänderungen homogener Systeme
•        Zustandsänderungen isobar, isotherm, isochor, adiabat, isentrop, polytrop
•        der erste Hauptsatz für einen instationären Fließprozess
Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik, Einführung und Definition
•        Entropieänderung idealer Gase, Flüssigkeiten, Feststoffe
•        Entropieänderung für einen stationären Fließprozess
•        Zustandsänderungen im T-s und h-s- Diagramm
Wirkungsgrade und Leistungsziffern in Kreisprozessen
•        Grundlagen Kreisprozesse, rechts- und linkslaufend
•        thermischer Wirkungsgrad, Leistungsziffer
•        idealisierte Kreisprozesse mit idealen Gasen
•        ausgetauschte Wärmen und Arbeiten
Kreisprozesse
•        idealisierte Kreisprozesse mit idealen Gasen
•        Vergleichsprozess (CARNOT)
•        Turbinen Prozesse (JOULE)
•        Gleichraumprozess (OTTO)
•        Gleichdruckprozess (DIESEL)
Reine reale Stoffe und deren Anwendung
•        Wasser und Wasserdampf
•        Zustandsgrößen von flüssigem Wasser
•        Zustandsgrößen im Nassdampfgebiet,
•        Zustandsgrößen von überhitztem Wasserdampf
•        Dampfkraftanlagenprozess (CLAUSIUS-RANKINE)
•        idealer einstufiger Dampfkraftprozess
Gemische idealer Gase
•        Massen-, Mol- und Volumenanteile
•        Zustandsgrößen von Gemischen
•        Mischungsentropie

[letzte Änderung 22.11.2018]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
Leitfaden zur Vorlesung, Übungsaufgaben zur Vorlesung, freiwilliges Tutorium 4 SWS mit Gruppenarbeit

[letzte Änderung 22.11.2018]
Sonstige Informationen:
Um diesen Aufwand für die Studierenden zu strukturieren, wird ein freiwilliges Tutorium mit Gruppenarbeit zu 4 SWS angeboten, mit Finanzierungsvorbehalt.

[letzte Änderung 22.11.2018]
Literatur:
•        - Cerbe&Hoffmann: Einführung in die Thermodynamik
•        - Reimann, M.: Thermodynamik mit Mathcad, Oldenbourg
•        - Elsner: Technische Thermodynamik
•        - Schmidt&Stephan&Mayinger: Technische Thermodynamik Band 1 und 2.
•        - Lüdecke&Lüdecke: Thermodynamik
•        - VDI Wärmeatlas


[letzte Änderung 22.11.2018]
[Sun Jan 29 19:33:43 CET 2023, CKEY=mtb, BKEY=m2, CID=MAB_19_A_3.02.THE, LANGUAGE=de, DATE=29.01.2023]