Transportphänomene I
Interaktive Folien
Die folgenden interaktiven Folien können eigenständig bearbeitet werden und dienen dem besseren Verständnis der Lerninhalte der Lehrveranstaltung.
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verwendet
Aufgabe 1
a) In einem abgeschlossenen Zylinder befindet sich $1m^3$ Helium mit einer Dichte von $0,1785 \frac{kg}{m^3}$. Wie groß ist das spezifische Volumen des Gases?
b) Bei der Abschreckung von Bauteilen bei einer Wärmebehandlung sind definierte Abkühlraten zu erreichen. Nennen Sie zwei Maßnahmen, die zur Erhöhung des Wärmestroms bei der Abkühlung mittels konvektivem Wärmeübergang führen können.
c) Sie machen eine Bergwanderung auf den Gipfel der Zugspitze. Am Fuße des Berges haben Sie sich eine Flasche halb mit Wasser gefüllt und luftdicht verschlossen. Oben am Gipfel angekommen öffnen Sie diese Flasche wieder und es zischt. Warum?
d) Ein Zustand 1 wird mittels einer reversiblen adiabaten Zustandsänderung in Zustand 2 versetzt. Wie groß ist die Entropie von Zustand 2?
e) Zeichnen Sie qualitativ den Übergang von Eis zu überhitzen Dampf bei $1 bar$ in ein T h Diagramm.
f) Sie betreiben einen Prozess, der eine externe Kühlung benötigt. Hierfür steht allerdings nur eine relativ kleine Rohrleitung zur Verfügung. Welches der drei unten aufgeführten Kühlmedien würden Sie einsetzten? Begründen Sie ihre Antwort. Nehmen Sie hierfür an, dass Phasenübergänge keine Rolle spielen und der Wärmedurchgangskoeffizient sowie die Fließgeschwindigkeit im Rohr für alle Medien gleich ist.
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| Wärmekapazität $c_{p}$ in $\frac{J}{kgK}$ | Dichte in $\frac{kg}{m^3}$ | |
|---|---|---|
| Wasser | 4181 | 998 |
| Glyzerin | 2428 | 1260 |
| Motorenöl | 1861 | 886 |
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tp1@iob.rwth-aachen.de
Organisation
Die aktuell gültigen Termine der Vorlesung und Übung entnehmen Sie bitte RWTHonline. Dort werden auch die Termine der ergänzend vor den Klausuren angebotenen Klausurübungen für TP I veröffentlicht.
Inhalt
Grundlagen der Wärmeübertragung und des Stofftransports Grundgleichungen Wärmeleitung, Konvektion und Wärmestrahlung, 1. Hauptsatz der Thermodynamik, Systeme, Systemgrenzen, Fouriersches Gesetz, Fouriersche Differenzialgleichung, eindim. stationäre Wärmeleitung, Rippen, instationäre Wärmeleitung, numerische Methoden für Wärmeleitungsprobleme, Grundlagen des konvektiven Wärmeübergangs, Ähnlichkeitstheorie, Buckingham-Theorem, Wärmestrahlung, Strahlungsaustausch, Gasstrahlung
Skript
Das Skript und alle weiteren Lehrmaterialien stehen für Studierende, die zur Veranstaltung angemeldet sind, in RWTHmoodle zur Verfügung. Das Skript kann auch gedruckt im Sekretariat des Instituts erworben werden.
Klausur
Die Prüfung umfasst 3 Aufgaben, für die 1,5 Stunden zur Verfügung stehen.