Termodynamikk

Det termodynamiske system, egenskaper, arbeid og varme. Termodynamikkens 1. lov; sirkelprosesser, tilstandsendring, indre energi, entalpi, spesifikk varme; åpne systemer, stasjonære og ikke-stasjonære prosesser. Termodynamikkens 2. lov; reversible og irreversible prosesser, eksergibalanse og entropiproduksjon, likevekt for kjemisk reaksjon, Carnot-prosessen.
Eksempler knyttet til fornybar energi. Mulig bruk av relevant programvare.

Kunnskaper
Kandidatene skal forstå:
- 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
- Sammenhengen mellom energi, arbeid og varme i termodynamiske systemer.
- 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).
- Enkle sirkelprosesser og hvordan entalpi og entropi brukes for å beskrive slike prosesser.
- Prosesser knyttet til forbrenning av hydrokarboner.


Ferdigheter
Kandidatene skal kunne:
- Sette opp massebalanse og energibalanse for enkle systemer med energi, arbeid og varme.
- Analysere enkle sirkelprosesser
- 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.
- Kandidaten kan skrive en vitenskapelig rapport

Generell kompetanse:
- Kandidaten skal kunne grunnleggende termodynamikk for bruk i problemer innen fornybar energi relatert til vindkraft, vannkraft, biokraft og termiske maskiner.
- Kandidaten har basiskompetanse som inngår som sentrale elementer i andre emner rettet mot energisystemer og industrielle prosesser.
- Kandidaten har systemforståelse og evne til å evaluere prosessers virkningsgrader for energi og eksergi (energikvalitet).
- Kandidaten har oversikt over prosesser for kraft-produksjon, oppvarming (varmepumper) og avkjøling (kjølekretser).

Forelesninger. Regneøvinger i auditoriet. Semesteroppgave (analyse- eller laboratorieoppg. i grupper).
Skriving av vitenskapelig rapport.