Thermodynamik II (Technische Thermodynamik (Verbrennung, Gas-Dampf Gemische, Gasdynamik))
Thermodynamics II (Technische Thermodynamik (Verbrennung, Gas-Dampf Gemische, Gasdynamik))

Modul MW0130 [TD II]

Dieses Modul wird durch Lehrstuhl für Thermodynamik (Prof. Sattelmayer) bereitgestellt.

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Basisdaten

MW0130 ist ein Semestermodul in Deutsch auf Bachelor-Niveau und Master-Niveau das im Sommersemester angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Allgemeiner Katalog der nichtphysikalischen Wahlfächer
GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
150 h 60 h 5 CP

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Folgende Gebiete aus der Thermodynamik werden behandelt: (1) Verbrennung: Einführung in die Verbrennungstechnik; Mengenberechnung: Volumenänderung bei der Verbrennung, Sauerstoff- und Luftbedarf, Abgasanfall; Energiebetrachtung: 1. Hauptsatz für Systeme mit Stoffumwandlung, Bildungsenthalpie, Reaktionsenthalpie, Heiz- und Brennwert, Verbrennungstemperatur; (2) Feuchte Luft (Dampf-Gas-Gemische): Grundkonzept, Wassergehalt, Feuchtegrad, relative Feuchte, Zustandsgrößen feuchter Luft; Mollier-Diagramm für feuchte Luft; Zustandsänderungen feuchter Luft: Wärmezufuhr und Wärmeabfuhr, Entfeuchtung, Mischung, Zumischen reinen Wassers; Kühlgrenztemperatur; (3) Gasdynamik: Thermodynamische Grundlagen 1-dimensionaler kompressibler Stromfadenströmungen; Erhaltungssätze für Masse, Impuls und Energie; Schallgeschwindigkeit; Zustandsänderungen: reibungsfreie Rohrströmung mit Wärmezufuhr, adiabate Rohrströmung, isentrope Strömungen, senkrechte Verdichtungsstöße; Strömungen durch Düsen: konvergente Düse, Lavaldüse

Lernergebnisse

Nach der Teilnahme an den Modulveranstaltungen sind die Studierenden in der Lage die erlernten Fähigkeiten in der Verbrennung, der feuchten Luft und der Gasdynamik in ingenieurstechnischen Fragen kompetent anzuwenden. Sie besitzen die Kompetenz, Systeme zu analysieren und eine Bewertung durchzuführen, um je nach Situation wichtige von unwichtigen (vernachlässigbaren) Mechanismen zu trennen. Sie sind des Weiteren in der Lage, auftretende Verbrennungsvorgänge, komplexe Anlagensysteme (z. B. Klimaanlagen) und Strömungen durch Düsen (z. B. Lavaldüsen) mathematisch zu beschreiben und zu berechnen. Die Studierenden sind in der Lage, eine gefundene Lösung für eine technische Problemstellung zu bewerten und eigenständige Verbesserungsvorschläge zu schaffen.

Voraussetzungen

Thermodynamik I

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

Lern- und Lehrmethoden

Vortrag, Vorführung von Experimenten, Multimediapräsentationen. Im Sommersemester werden am Ende der Vorlesungszeit im Rahmen der Zusatzübung alte Prüfungsaufgaben vorgerechnet. Im Wintersemester findet ausschließlich eine erweiterte Zusatzübung statt, in der zusätzlich zu den alten Prüfungsaufgaben die Theorie komprimiert wiederholt wird.

Medienformen

Vortrag, Folienanschrieb, Präsentation, Vorlesungsskript, Vorlesungsfolien, Übungsskript, Sammlung von alten Prüfungsaufgaben, interaktive Multimediaprogramme (Java)

Literatur

Das Vorlesungs- und Übungsskript ist ausreichend.

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

In einer schriftlichen Prüfung sind die vermittelten Inhalte auf verschiedene Problemstellungen anzuwenden. Die Prüfung wird nach jedem Semester in schriftlicher Form abgehalten. Sie ist unterteilt in einen Theorieteil ohne Hilfsmittel und einen Berechnungsteil bei dem Hilfsmittel erlaubt sind.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird im Folgesemester angeboten.

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.