Online Nachhilfe Thermodynamik

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Die Thermodynamik (Wärmelehre) ist ein Teilgebiet der Physik. Sie beschäftigt sich mit der Umwandlung und Änderung von Energie innerhalb eines oder mehrerer Systeme. Die wichtigsten Grundprinzipien werden in den Hauptsätzen der Thermodynamik zusammengefasst. Erster Hauptsatz der Thermodynamik: Die Energie eines abgeschlossenen Systems ist konstant. Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik: Thermische Energie ist nicht in beliebigem Maße in andere Energiearten umwandelbar. Aus dem 2. Hauptsatz folgt, dass Wärme nicht von einem Bereich mit niedriger Temperatur in einen Bereich mit höherer Temperatur übertragen werden kann, wenn keine Arbeit verrichtet wird. Der 3. Hauptsatz der Thermodynamik besagt, daß der absolute Nullpunkt der Temperatur durch keinen Prozeß mit einer begrenzten Anzahl von Schritten erreicht werden kann. Man kann sich dem absoluten Nullpunkt beliebig nähern, ihn aber nie erreichen.

Lernmaterialien Online Nachhilfe Thermodynamik von den folgenden Bildungseinrichtungen

Technische Universität Berlin (TU Berlin)
Ruhr Universität Bochum (RUB)
Wilhelm Büchner Hochschule Darmstadt
Technische Universität Dortmund (TU Dortmund)
Hochschule Düsseldorf
Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover
Hochschule Landshut
Universitätsmedizin von der Universität Neumarkt a. M. Campus Hamburg (UMCH)
Technische Universität Wien (TU Wien)

Studiengänge für Thermodynamik

Maschinenbau
Medizin
Bio- und Chemieingenieurwesen
Maschinen- und Energieanlagentechnik
Verfahrenstechnik

Online Nachhilfe Thermodynamik – Formelsammlungen Thermodynamik

Diese Formelsammlung enthält die Formeln für:

Spezifisches Volumen
Dichte
Isotherm, Isobar, Isochor
Allgemeine Gasgleichung
Molvolumen
Wärmemenge
Arbeit
Volumenarbeit reversibler Prozesse
Volumenarbeit irreversibler Prozesse
Änderung innerer Energie
Abgasanalyse

PDF: Formelsammlung Thermodynamik

Ein kleines Thermodynamik Quiz für zwischendurch

Im täglichen Gebrauch kannst Du die Elektrowärme auch im Haushalt mit einem Elektrogrill anwenden. Es ist nie falsch zu wissen, wie solche Haushaltsgeräte funktionieren.

Übungsaufgaben für Thermodynamik

Aufgabe 1:

a) Wie kann man die Masse m eines bekannten Stoffes in kg aus der Stoffmenge in kmol

ermitteln? Bitte geben Sie die Bestimmungsgleichung mit Einheiten an!

b) Wie kann das molare Volumen Vm aus dem absoluten Volumen V berechnet werden?

c) Wie hängen die molare Gaskonstante Rm und die spezielle (stoffspezifische)

Gaskonstante Ri zusammen? Geben Sie für beide Gaskonstanten jeweils die zugehörige Einheit an.

d) Wie ist Reversibilität im thermodynamischen Sinne definiert?

Aufgabe 2:

a) Welches Vorzeichen hat die Volumenänderungsarbeit bei einer Expansion im adiabaten

System aus systemegoistischem Standpunkt?

ANTWORT: Negativ

b) Eine Kolbenexpansionsmaschine entspannt Luft polytrop mit dem Polytropenexponenten

n = 1,1. Wird dabei Wärme aufgenommen oder abgegeben? Steigt oder sinkt die

Temperatur der Luft?

ANTWORT: Es wird Wärme aufgenommen. Die Temperatur sinkt

c) Welche Zustandsänderung verläuft im p,V-Diagramm als gleichseitige Hyperbel

(symmetrisch zur Winkelhalbierenden)?

ANTWORT: Isotherme Zustandsänderung

d) Was stellt die Fläche der Aufgabe c) unter der Zustandsänderung bis zur p-Achse dar?

ANTWORT: Die Dissipationsarbeit

e) Wie ändern sich bei der Zustandsänderung der Aufgabe c) die innere Energie U und

Enthalpie H?

ANTWORT: Die innere Energie U und die Enthalpie H ändern sich bei der isothermen Zustandsänderung (T=const) nicht, da sie temperaturabhängig sind.

Aufgabe 3:

Ein geschlossenes System vom Zustand 1 mit einem Volumen von 5 m³ enthält Druckluft
(R = 287,1 J/kgK;  = 1,4) bei einem Druck von 5 bar und 300 K. Sein Volumen wird isobar von 5 m³ auf 3 m³ verringert (Zustand 2).

Wie groß ist die aufgenommene oder abgegebene technische Arbeit?
Wie hoch ist die Temperatur im Zustand 2?

c) Wie groß ist die aufgenommene oder abgegebene Wärme

Ausgehend vom Zustand 1 (V = 5 m3, p = 5 bar) wird die Luft nun adiabat auf das Volumen 3 m³ komprimiert.

d) Wie groß ist die übertragene Wärme?
e) Wie groß ist nun die Endtemperatur?

f) Wie groß ist der Enddruck?

g) Welche spezifische Volumenänderungsarbeit wurde aufgenommen oder abgegeben?

Ausgehend vom Zustand 1 (V = 5 m³, p = 5 bar) wird die Luft nun polytrop mit 1 < n <  auf das Volumen 3 m³ komprimiert.

h) Zeichnen Sie in ein gemeinsames p,v-Diagramm qualitativ, die isobare, die adiabate
und die polytrope Verdichtung von 5 m³ auf 3 m³ ein.

Bei welcher der drei Zustandsänderungen ist die Endtemperatur am höchsten?

j) Bei welcher der drei Zustandsänderungen ist die Volumenänderungsarbeit am kleinsten?

Aufgabe 4:

Welche Maschinen liegen jeweils bei
a) rechtslaufenden Kreisprozessen bzw.
b) linkslaufenden Kreisprozessen vor,
was geschieht jeweils in ihr, welche jeweilige Aufgabe hat sie, welches ist die jeweilige Nutzenergie?

Aufgabe 5:

Ein einfacher Jouleprozess ohne Wärmerückführung soll mit dem Druckverhältnis p2/p1 = 4,0 und der höchsten Prozesstemperatur von t3 = 650°C arbeiten. Arbeitsmittel ist Luft (R = 287,1 J/kgK; cp = 1,005 kJ/kgK) mit p1 = 1,0 bar und t1 = 20 °C. Beschreibung des Prozesses: Die Luft vom Zustand 1 wird in einem Verdichter adiabat auf p2 verdichtet. Ihr wird in der Brennkammer anschließend isobar Wärme zugeführt bis zum Zustand 3. Das heiße Hochdruckgas entspannt sich adiabat in der Turbine bis zum Zustand 4 ehe es durch Abströmen wieder ins Gleichgewicht wird mit der Umgebung gebracht wird. Bestimmen Sie

a) Drücke in bar und Temperaturen in °C in den Zustandspunkten 2,3 und 4

b) den thermischen Wirkungsgrad

c) die spezifische zuzuführende Wärme q_zu

d) die Prozessarbeit w_k

Aufgabe 6:

In einem Heizkraftwerk wird überhitzter Wasserdampf vom Zustand 1 (p1 = 100 bar; T1 = 550 °C) in einer Dampfturbine isentrop auf den Zustand 2 auf p2 = 3 bar entspannt. Anschließend wird der entstandene Nassdampf vollständig isobar kondensiert (Zustand 3).

a) Wie groß ist die spezifische Enthalpie im Zustand 1?

b) Wie groß sind der der Dampfgehalt und die spezifische Enthalpie im Zustand 2?

c) Wie groß ist die spezifische abgegebene technische Arbeit der Dampfturbine?

d) Welche Leistung der Dampfturbine in MW ergibt sich bei einem Wassermassendurchsatz

von ṁ = 22,94 𝑘𝑔/𝑠?

e) Wie groß ist die spezifische Wärme, die im Kondensator abgeführt werden muss?

Aufgabe 7:

a) Welche Arten der Wärmeübertragung sind möglich?

ANTWORT: Wärmeleitung, konvektiver Wärmeübergang, Wärmestrahlung

b) Bei Wärmeleitung wird der Wärmestrom berechnet zu A(t1 − t2). Erläutern sie mit

Hilfe einer Skizze alle verwendeten Größen samt der jeweiligen Einheit.

c) Für welche Art der Wärmeübertragung wird die Formel =∝ A(tf − tw) verwendet?

Welche Einheit hat ∝ ? Wovon ist diese Größe abhängig?

Die Formel wird zur Ermittlung des konvektiven Wärmeübergangs verwendet. α ist der Wärmeübergangskoeffizient mit der Einheit und hängt von den Stoffeigenschaften und dem Strömungszustand des Fluids sowie der Form der Heizfläche ab.

Hier findest Du weitere Übungen und Klausuren zur Thermodynamik:
PDF: Übungen Thermodynamik der Werkstoffe und Strukturen (TU Wien)

Klausuren Thermodynamik Ruhr Universität Bochum (RUB)

In dem nachfolgenden PDF´s findest Du einige Klausuren zur Thermodynamik von der Ruhr Universität Bochum (RUB)

PDF: Klausuren Thermodynamik Ruhr Uiversität Bochum

Klausur von der Hochschule Landshut

Das nachfolgende PDF enthält eine Prüfung für Technische Thermodynamik der Hochschule Landshut.

PDF: Klausur Technische Thermodynamik Hochschule Landshut

Einsendeaufgabe Wilhelm Büchner Hochschule Darmstadt

Hier findest Du eine Einsendeaufgabe von der Wilhelm Büchner Hochschule in Darmstadt aus dem Fachbereich Technische Thermodynamik und Fluidmechanik.

PDF: Einsendeaufgabe Wilhelm Büchner Hochschule Darmstadt

Angewandte Thermodynamik der Hochschule Düsseldorf

Dieses PDF enthält Übungen inklusiver der Lösungen zur Angewandten Thermodynamik der Hochschule Düsseldorf. Die Themen sind:

Gemische u feuchte Luft
Zweiter Hauptsatz – Frundlagen und seine Anwendung

PDF: Angewandte Thermodynamik (inklusive Lösungen)

Aufgabenliste Technische Wärmelehre Technische Universität Berlin

Das folgende PDF enthält eine Aufgabenliste inklusive Lösungen Technische Wärmelehre Technische Universität Berlin

PDF: Technische Wärmelehre Aufgabensammlung

Aufgaben Intelligente Energiesysteme

Das nachfolgende PDF enthält 8 Aufgaben zum Thema Intelligente Energiesysteme

PDF: Aufgabenliste Intelligente Energiesysteme

Im nachfolgenden PDF findest Du die Grundlagen Thermodynamik für Dein Studium

PDF: Skript Grundlagen Thermodynamik

Thermodynamics Universitätsmedizin Neumarkt a. M. (UMCH)

In nachfolgenden findest Du ein Skript für Introduction for Thermodynamics für Universitätsmedizin von der Universität Neumarkt a. M. Campus Hamburg

PDF: Introductions of Thermodynamics
Die Thermodynamik ist auch ein Teilgebiet der Physik. Hier wird die Temperatur von Körpern untersucht, sowie die Zufuhr und und Abgabe von Wärme und Volumenänderungen. Sie ist auch oft in Studiengängen unter dem Namen Wärmelehre zu finden. Daher findest Du auch in unserem Bereich für Mechanik unter Strömungsmechanik weitere Infos und Materialien zu diesem Studienfach.

Intelligente Energiesysteme

In diesem PDF findest Du Übungen für Intelligente Energiesysteme:

Intelligente Energiesysteme Thermodynamik Aufgabenliste

Strömungslehre – FH Burgenland – University Applied Science

Aus dem Bereich Strömungslehre sind im folgendem PDF 3 Aufgaben von der FH Burgenland – Uiversity Applied Science enthalten.

Druckleitung eines Stausees
Druckverlustanalyse zweier Rohre
Entrauchungskonzept einer Produktionshalle

PDF: Strömungslehre FH Burgenland

Das zweite PDF enthält folgende Übungen zur Strömungslehre:

Abkühlung von Stahlwellen
Bewertung eines neuartigen Prozesses
Vergleich von Wärmeübergangskoeffizienten in einem
Rohr mit unterschiedlichen Strömungsmedien

PDF: Strömungslehre FH Burgenland Teil 2

Wärmelehre HTBL Hollabrunn

Drei Beispiele für die Wärmelehre

Skript Thermodynamik Technische Universität Dortmund (TU Dortmund)

Das nachfolgende Skript enthält die Vorlesung Thermodynamik der Studiengänge Maschinenbau und Bio- und Chemieingenieurwesen der Technischen Universität Dortmund (TU Dortmund)

PDF: Thermodynamik TU Dprtmund