Nachholmodul Thermodynamik der Gemische

Credits Workload Kontaktzeit Selbststudium Dauer
4 CP120 h 3 SWS (31.5 h)88.5 h

Teilnahmevoraussetzungen

Empfohlene Voraussetzungen:

  • Aufbaumodul Thermodynamik

Lehrveranstaltungen

Veranstaltung/ Lehrform CP SWS Häufigkeit
Vorlesung Thermodynamik der Gemische 4 CP 2 SWS WS, jährlich
Übung Thermodynamik der Gemische   1 SWS WS, jährlich

Prüfungsleistung

2-stündige Klausur

Note

Die Modulnote ist die Note der Klausur.

Lernergebnisse / Kompetenzen

Fachbezogen:

  • Die Studierenden können zur Beschreibung von sowohl Phasen- als auch chemischen Gleichgewichten in Gemischen eine angemessene Methode selbständig auswählen und anwenden.
  • Sie beherrschen die dazu nötigen thermodynamischen Grundlagen und die wesentlichen Materialgleichungen, insbesondere Zustandsgleichungen und GE-Modelle.
  • Die Studierenden haben Vorstellungen von der Struktur von Molekülen und ihren Wechselwirkungen entwickelt, die es ihnen erlauben, diese Materialgleichungen für konkrete Anwendungen zu bewerten, geeignete auszuwählen und zur Modellierung anzuwenden.

Inhalte

    • Einführung in die Grundideen der Gemischthermodynamik
    • Definition des thermodynamischen Systems und der Systemgrenzen
    • Grafische Darstellung und Beschreibung des pVT-Verhaltens reiner Stoffe
    • Materialgleichungen zur Beschreibung des pVT-Verhaltens reiner Stoffe: die Idealgasgleichung, die Virialgleichung, die Van-der-Waals-Gleichung
    • Ableitung des Korrespondenzprinzips anhand der Van-der-Waals-Gleichung, Darstellung der Bedeutung des Korrepondenzprinzips
    • Notwendigkeit über Materialgleichungen hinausgehender thermodynamischer Beziehungen für Gemische
    • Ableitung benötigter mathematischer Grundzusammenhänge
    • Zustandsänderungen im offenen System
    • Fundamentalgleichungen der Thermodynamik
    • Differentielle Beziehungen zwischen den Zustandsgrößen
    • Allgemeine Phasengleichgewichtsbeziehung, Gibbs'sche Phasenregel
    • Phasengleichgewichte in reinen Stoffen
    • Bedingungen für die Stabilität eines thermodynamischen Systems
    • Die Fundamentalgleichung A(T,V,xi) als Basis für Zustandsgleichungen
    • Herleitung und Bedeutung der einzelnen Terme
    • Ableitung der Beziehungen für das chemische Potential, Einführung der Größen Fugazität und Fugazitätskoeffizient
    • Beschreibung von Phasengleichgewichten mit diesen Größen
    • Vorstellung und Diskussion von gebräuchlichen Zustandsgleichungen: Modifikationen der Virialgleichung, kubische Zustandsgleichungen, nicht-kubische Modifikationen der Van-der-Waals-Gleichung
    • Einführung partiell molarer Größen und Beziehungen für diese
    • Vorstellung der Terme für die Fundamentalgleichung G(T,p,xi)
    • Berechnung von Phasengleichgewichten mit GE-Modellen
    • Modelle zur Beschreibung von GE: Wilson-Ansatz, NRTL, UNIQUAC, UNFAC.
    • Molekulare Eigenschaften: Molekülgeometrie, Van-der-Waals-Wechselwirkung, polare Komponenten, Wasserstoffbrückenbindung, Ionen, Polymere
    • Messmethoden für Phasengleichgewichte
    • Gibbs-Duhem-Gleichung für die Konsistenzprüfung
    • Messung der Mischungsenthalpie
    • Das Verhalten realer Reinstoffe und Gemische
    • Dampf-Flüssigkeits- und Flüssig-Flüssig-Gleichgewichte in Zweistoffgemischen
    • Dreiecksdiagramm für ternäre Mischungen
    • Herleitung der grundlegenden Beziehung für chemisches Gleichgewicht, Gibbs'sche Phasenregel
    • Anwendung der allgemeinen Beziehung auf reale Gemische mit Zustandsgleichungen und GE-Modellen
    • Gleichgewicht bei heterogener Reaktion
    • Gleichgewicht simultaner Reaktionen
    • Reaktionskinetik von Elementarreaktionen

Alternative Wahlmodule zu diesem Modul

Dieses Modul gehört zur Gruppe "Themenmodule Berufsfelder". Die Studierenden müssen die noch fehlenden Themenmodule eines ihrer im Bachelorstudiengang gewählten Berufsfelder belegen: Produktionstechnik; Konstruktionstechnik; Energietechnik; Verfahrenstechnik; Kunststofftechnik; Textiltechnik; Fahrzeugtechnik; Luftfahrttechnik; Fächerkatalog Medizintechnik

Anschließend müssen weiterführenden Themenmodule dieser gewählten Vertiefungsrichtung belegt werden. Da dies aufgrund der von den Studierenden im Bachelorstudiengang gewählten Berufsfelder individuell ist, kann es an dieser Stelle keinen ausführlichen Studienverlaufsplan geben.

Jeder Studierende muss zu Beginn seines Masterstudiums seinen individuellen Studienverlaufsplan mit Hilfe des Modulhandbuchs selber zusammenstellen und vom Fachstudienberater genehmigen lassen.

    Berufsfeld Energietechnik

    Berufsfeld Fahrzeugtechnik

    Berufsfeld Konstruktionstechnik

    Berufsfeld Kunststofftechnik

    Berufsfeld Luftfahrttechnik

    Berufsfeld Medizintechnik

    Berufsfeld Produktionstechnik

    Berufsfeld Textiltechnik

    Berufsfeld Verfahrenstechnik

    Modulzuordnung

    Master of Science: Fach Grundlagen des Maschinenbaus: Bereich Berufsfeld Verfahrenstechnik

    Disclaimer

    Bitte beachten Sie, dass im Zweifel (z.B. sich widersprechende Angaben auf der Website und dem Modulhandbuch) für Ihr Studium immer die Angaben in der aktuellen Bachelorprüfungsordnung mit den entsprechenden Anhängen verbindlich sind. Wenden Sie sich bitte an die Fachstudienberatung, wenn Ihnen Unstimmigkeiten auffallen.


     
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