Kursplan för Termodynamik

Kursplan fastställd 2023-02-14 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnThermodynamics
  • KurskodKVM091
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareTKKMT
  • UtbildningsnivåGrundnivå
  • HuvudområdeEnergi- och miljöteknologi, Kemiteknik med fysik, Kemiteknik
  • InstitutionKEMI OCH KEMITEKNIK
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Svenska
  • Anmälningskod 53116
  • Max antal deltagare100
  • Sökbar för utbytesstudenterNej
  • Endast studenter med kurstillfället i programplan.

Poängfördelning

0109 Tentamen 5,5 hp
Betygsskala: TH		5,5 hp
  • 23 Okt 2023 em J
  • 04 Jan 2024 fm J
  • 21 Aug 2024 em J
0209 Laboration 2 hp
Betygsskala: UG		2 hp

I program

Examinator

Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

Behörighet

Grundläggande behörighet för grundnivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Samma behörighet som det kursägande programmet.
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

Grundläggande kurser i kemi, en- och flervariabelanalys och linjär algebra.

Syfte

Målen med kursen är att
  • utgående från första årets kemikurs ge en teoretisk grund för och övning i användning av termodynamiska verktyg och modeller.
  • ge den termodynamiska grunden för analys och beskrivning av kemi- och energitekniska processer.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

  • redogöra för och tillämpa modellen ideal gas.
  • redogöra för varför termodynamiska processer är spontana utgående från en molekylär (mikroskopisk) förståelse av entropibegreppet.
  • utgående från termodynamikens huvudsatser härleda samband för slutna system och använda dessa för att beräkna tillståndsändringar för fast och flytande fas, ideala och icke-ideala gaser samt för enkla fasomvandlingar.
  • använda Maxwells relationer.
  • använda termodynamiska samband, tabeller och diagram samt termodynamikens huvudsatser för analys av och beräkning för både öppna och slutna system.
  • beskriva och göra beräkningar för de enklaste varianterna av cykelprocesser för omvandling mellan arbete och värme.
  • använda begreppet verkningsgrad för både cykelprocesser och enskilda komponenter.
  • redogöra för begreppet tillståndsekvation och tillämpa tillståndsekvationer för beräkning av samband mellan tryck, volymitet och temperatur.
  • redogöra för begreppet fasjämvikt för både rena ämnen och blandningar och kunna utföra beräkningar för enklare fasjämvikter.
  • beräkna aktivitetsfaktorer för ämnen i binära blandningar utgående från experimentella data och  ändringen av termodynamiska storheter vid blandning, samt kunna använda enkla aktivitetsfaktormodeller.
  • beräkna jämviktskonstanten för en kemisk reaktion utgående från termodynamiska tabelldata och utnyttja informationen för att dra slutsatser om reaktionsomsättning och sammansättning vid jämvikt.

Innehåll

Termodynamikens huvudsatser, energibalanser, entropi och entropibalanser, Carnotcykeln, termodynamiken för tekniskt viktiga energiomvandlingsprocesser (Rankinecykeln, kylmaskinen, förbränningsmotorn och gasturbinen), tillståndsekvationer och deras användning, gas-vätskejämvikter för både rena ämnen och blandningar, aktivitetsfaktormodeller samt termodynamik för reagerande system.

Organisation

Kursen består av föreläsningar, övningar och projekt samt av laborationer med obligatoriskt deltagande. I projekten, som i huvudsak genomföres på handledd tid, utgör datorberäkningar en viktig del.

Litteratur

Elliott, J.R.; Lira C.T., Introductory Chemical Engineering Thermodynamics , Prentice Hall, 2nd ed.
P. Atkins, L. Jones, Chemical Principles, Freeman&Co.
Kompletterande föreläsnings- och övningsmaterial.

Examination inklusive obligatoriska moment

För kursmoment tentamen: Skriftlig tentamen. För kursmoment laboration: godkända projektuppgifter och godkända laborationer.

Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.