Termodynamiske metoder

Partiellderiverte størrelser, totalt differensial og kjederegel for derivasjon. Energifunksjoner, fundamentale relasjoner og kanoniske tilstandsvariable. Tilstandslikninger for fluider. Kjemitekniske enhetsoperasjoner. Kontrollvolumteori for kinetisk, potensiell og kjemisk energi. Likevektsbegrepet. Damp-væske likevekt. Multikomponent faselikevekt. Kjemiske likevekter i gassfase. Adiabatisk forbrenningstemperatur. Kilder for termodynamiske data med spesiell vekt på standardtilstander. Varmekraftmaskiner med ideel gass som arbeidsmedium. Entropiproduksjon. Eksergianalyse av stasjonære prosesser.

Etter endt emne skal studenten kunne utføre: Termodynamisk analyse av fysikalsk-kjemiske likevektsproblemer knyttet til matematisk modellering av kjemiske flerkomponentsystemer og numeriske beregninger av kjemisk likevekt og faselikevekt i slike systemer. Implementere en termodynamisk tilstandslikning eller aktivitetsmodell på kanonisk form. Implementasjonen skal være verifisert (testet) og skal inneholde partiellderiverte av første og andre orden i de naturlige (kanoniske) variablene til modellen. Modellen skal ha vært brukt til beregning av et fasediagram utdelt av faglærer. Studenten skal forstå betydningen av: Kanoniske variable, begrepet tilstandslikning, det termodynamiske likevektsprinsippet anvendt på multikomponente blandinger, nødvendige og tilstrekkelige betingelser for termodynamisk likevekt, Gibbs-Duhems likning og hvordan anvende denne for konsistenssjekk av egne beregningsresultater. Studenten skal ha ferdigheter innen: partiellderivasjon av funksjoner med mange variable, differensialregning anvendt på tilstandsfunksjoner av denne typen, numerisk løsning av ikke-linære likningsystemer, enhetstesting av egen programkode og verifisering av egne beregningsresultater.

Tavleundervisning (3 timer per uke), ledet programmeringsarbeid (2 timer per uke), Selvstendig programmeringsarbeid (4-6 timer per uke) og rapportskrivning (4 timer per uke). Studentene kan samarbeide i grupper på 2-3 personer om de ønsker. Forelesninger og øvinger er obligatoriske. Disse aktivitetene kan formidle informasjon som ikke står eksplisitt skrevet noe sted. For eksempel erfaringsbasert kunnskap.