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Einführung Thermodynamik, Wärmeübertragung, Fluidtechnik

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Einführung Thermodynamik, Wärmeübertragung, Fluidtechnik
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).
Umweltingenieurwesen, Bachelor, SO 01.10.2025
Code: UI-TWF-25
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..
P251-0016
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.
3V+1U (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: 6
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Klausur 120 min

[letzte Änderung 05.02.2026]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

UI-TWF-25 (P251-0016) Umweltingenieurwesen, Bachelor, SO 01.10.2025 , 6. 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):
UI-MAT1 Mathematik I
UI-PHY-25 Physik


[letzte Änderung 05.02.2026]
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Matthias Faust
Dozent/innen:
Dr.-Ing. Gerhard Braun
Dipl.-Ing. Stefan Weißkircher


[letzte Änderung 05.02.2026]
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.
*        weitere ideale Gasprozesse zu erläutern und zu berechnen.
*        den idealen Dampf-Kraft-Prozess zu erläutern und zu berechnen.
 


[letzte Änderung 05.02.2026]
Inhalt:
Einführung und Grundbegriffe
*        Thermodynamische Systeme und Zustände
*        Druck, Temperatur (Null´ter Hauptsatz)
*        spezifisches Volumen, Dichte, Molmasse
*        Massen und Energieerhaltung
*        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 05.02.2026]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
Leitfaden zur Vorlesung, Übungsaufgaben zur Vorlesung, Tutorium mit Gruppenarbeit


[letzte Änderung 05.02.2026]
Sonstige Informationen:
- Vorlesung und Übung finden im PC-Pool statt
- Es werden Übungen am Simulationsprogramm ANSYS Workbench (CFX) trainiert (keine Vorkenntnisse erforderlich)
- Abschluss durch Präsentation der Ergebnisse und schriftliche Prüfung

[letzte Änderung 11.04.2025]
Literatur:
•       Cengel, Yunus A.; Cimbala, John M.: "Fluid Mechanics Fundamentals and Applications"; Mc Graw Hill; Higher Education; 2010
•       Peric, M., Ferziger, J. H.: "Computational Methods for Fluid Dynamics"; Springer-Verlag; 2004
•       Chant, Christopher: "Flugzeug-Prototypen. Vom Senkrechtstarter zum Stealth-Bomber"; Stuttgart, Motorbuch, 1992
•       Strybny, Jan: "Ohne Panik - Strömungsmechanik Lernbuch zur Prüfungsvorbereitung"; vieweg Verlag, 2003
•       Siekmann, Helmut: "Strömungslehre - Grundlagen"; Springer Verlag, 2000
•       Kalide, Wolfgang; "Einführung in die Technische Strömungslehre"; Hanser Verlag, 1984
•       Bohl, Willi: "Technische Strömungslehre"; Vogel Buchverlag, 2002
•       Noll, Berthold: "Numerische Strömungsmechanik - Grundlagen"; Springer-Verlag, 1993
•       Spurk, Joseph H.: "Strömungslehre - Einführung in die Theorie und Praxis"; Springer-Verlag, 1992
•       Sigloch, Herbert: "Technische Fluidmechanik"; Springer-Verlag, 2007

[letzte Änderung 11.04.2025]
 
[Thu Mar 19 10:54:39 CET 2026, CKEY=uetwf, BKEY=ut3, CID=UI-TWF-25, LANGUAGE=de, DATE=19.03.2026]