Behörighetskrav

Envariabelanalys, Flervariabelanalys, Beräkningsvetenskap I (med MATLAB), Mekanik I eller motsvarande.

Elektromagnetism I eller motsvarande rekommenderas.

Mål

Efter godkänd kurs skall studenten kunna:

• Beskriva och tillämpa begreppen arbete, värme, inre energi, entropi, temperatur, termodynamiska observabler.
• Beskriva och tillämpa termodynamikens empiriska huvudsatser och tillståndsbeskrivnigar.
• Använda makroskopiska observabler och experimentella data i tekniska sammanhang.
• Beskriva utformningen av vanliga värmetekniska maskiner.
• Analysera kretsprocessers teoretiska funktion och använda dem i praktiska tillämpningar.
• Beräkna verkningsgrader för värmemotorer och värmepumpar
• Beräkna värmeledning och värmestrålning i olika geometrier.

Innehåll

Materia och energi.

Makroskopiska storheter och tillståndsvariabler och hur dessa mäts.

Klassisk kinetisk gasteori, allmänna gaslagen och tillståndsekvationer för gaser, vätskor och fasta kroppar

Termodynamiska tillståndsvariabler och tillståndsekvationer och förändringar.

Omskrivning och integrering av partiella derivator d v s framtagning av observabler m h a en tillståndsekvation.

Termodynamikens huvudsatser och begreppet energi.

Begreppet entropi och Boltzmanns ekvation för entropi. Maxwells hastighetsfördelning.

Gibbs fria energi och Maxwells relationer.

Fasövergångar, Clausius-Clapeyrons ekvation, partiella tryck, kalla väggens princip.

Användning av Mollier- och TS-diagram och andra tekniska diagram.

Värmeledning i olika geometrier samt värmestrålning inklusive Stefan-Boltzmanns och Wiens lagar.

Beskrivning av fasomvandling samt hur den beskrivs, t.ex. tryckberoendet hos smältpunkt/kokpunkt.

Värmeöverföring, värmeväxlare, ånggenerator och kondensor.

Realiserande av expansions- och kompressionsmaskiner som kompressorer, turbiner, kolvmaskiner

Kretsprocesser och deras tekniska realiseringar som kraftvärmeverk, kylskåp och värmepumpar.

Undervisning

Föreläsningar, lektioner, laborationer. Handledning vid inlämningsuppgifter. projektarbeten

Examination

Godkända laborationer, inlämningsuppgifter och projekt (1 hp) med muntlig presentation i seminarieform. Skriftlig tentamen (4 hp). Om ett bonussystem används, ges endast bonus vid sluttentamen och vid första ordinarie omtentamen.