Faglig innhold

Konsepter og definisjoner; det termodynamiske system, egenskaper, faselikevekt for rene substanser, tilstandslikninger for en gassfase, tabeller for termodynamiske egenskaper, arbeid og varme. Termodynamikkens 1. lov; sirkelprosesser, tilstandsendring, indre energi, entalpi, spesifikk varme; åpne systemer, stasjonære og ikkestasjonære prosesser. Termodynamikkens 2. lov; reversible og irreversible prosesser, Carnot-prosessen, den termodynamiske temperaturskala, entropi, entropiøkningsprinsippet. Sirkelprosesser for kraftproduksjon og kjøling, Otto- og Diesel-prosessen, gassturbinprosessen. Introduksjon til eksergianalyse.

Læringsutbytte

Kunnskaper: Emnet skal gi studenten kunnskap om: - Konserveringslover for masse og energi (herunder termodynamikkens 1. lov). - Energiformer så som arbeid (kraft) og varme, indre energi og entalpi. - Entropi og termodynamikkens 2. lov. - Årsaker til termodynamiske tap i form av irreversibiliteter. - Ulike energiformers kvalitet målt som evne til å produsere arbeid. - Prosessers destruksjon av energikvalitet. - Ideell gass modell, dens antakelser, anvendelser og begrensninger. - Ulike sirkelprosesser som Carnot, Rankine, Otto, Diesel og Brayton. – Emnet skal gi studenten innsikt i: - Virkemåte for dampkraftverk, gasskraft-verk, interne forbrenningsmotorer, varmepumper og kjølekretser. - Hovedkomponentene i kraft/varme prosesser, så som damp og gassturbiner, kompressorer, pumper, vifter, varmevekslere og ventiler. - Fluiders evne til å endre fasetilstand (fast, flytende og gass). Ferdigheter: Emnet skal gjøre studenten i stand til å: - Estimere termodynamiske egenskaper for systemer ved hjelp av tabeller og grafiske diagrammer. - Beregne virkningsgrader for kraft-produserende og kraftforbrukende prosesser. - Beskrive termodynamiske prosesser i grafiske diagrammer av type pv, Tv og Ts. Generell kompetanse: Emnet skal gi studenten: - Basiskompetanse som inngår som sentrale elementer i andre emner rettet mot energisystemer og industrielle prosesser. - Systemforståelse og evne til å evaluere prosessers virkningsgrader for energi og eksergi (energikvalitet). - Oversikt over prosesser for kraft-produksjon, oppvarming (varmepumper) og avkjøling (kjølekretser).

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger.

Ukegneøvinger. 8 av 12 øvinger må være godkjent. Øvingene tilknyttet til dampkrafisylkuser og kjølesystemer/varmepumper kan erstattes av laboratorieøving, for et begrenset antall studenter

Semesteroppgave (analyse- eller laboratorieoppg. i grupper).

Obligatoriske aktiviteter

• Øvinger
• Semesteroppgave

Anbefalte forkunnskaper

Ingen.

Forkunnskapskrav

Ingen

Kursmateriell

Moran, Shapiro et al.: Fundamentals of Engineering Thermodynamics, Wiley, 9. utgave SI (utgave 5, 6, 7, 8 fungerer også, merk at noen heter "Fundamentals of" uten at dette betyr noe). Truls Gundersen: An Introduction to the Concept of Exergy and Energy Quality. Skriftlige løsningsforslag er tilgjengelige etter hver øving.

Studiepoengreduksjon