Παρουσίαση/Προβολή

Περιγραφή του Μαθήματος

Η Θερμοδυναμική είναι μια βασική επιστήμη που αποτελεί από παλιά ένα ουσιαστικό τμήμα του προγράμματος σπουδών των μηχανικών σε ολόκληρο τον κόσμο. Ασχολείται κυρίως με την ενέργεια, τις μορφές και τις μετατροπές της, με τα συστήματα και τις διατάξεις παραγωγής ισχύος και αξιοποίησης της, καθώς και τις σχέσεις μεταξύ των ιδιοτήτων της ύλης.

Η περιήγηση στον κόσμο της συναρπαστικής αυτής επιστήμης και η αντίληψη των παγκόσμιων βασικών αρχών και νόμων που πραγματεύεται θα επιτρέψει στον φοιτητή και μέλλοντα μηχανικό να ερμηνεύσει μια σειρά από φυσικά φαινόμενα, να κατανοήσει τεχνολογικές διεργασίες και διατάξεις που λειτουργούν στον περίγυρό του, και θα τον εφοδιάσουν με τα εργαλεία ανάλυσης και σχεδιασμού τους. Οι εφαρμογές που εμπλέκεται η Θερμοδυναμική αγκαλιάζουν μια ευρεία περιοχή των επιτευγμάτων του τεχνολογικού μας πολιτισμού, όπως οι μονάδες παραγωγής και μεταφοράς ισχύος οι μηχανές αυτοκινήτων και αεροσκαφών, οι εγκαταστάσεις θέρμανσης-ψύξης και κλιματισμού κλπ.

Επίσης οι γνώσεις που θα αποκομίσει είναι απαραίτητες και προαπαιτούμενες για την παρακολούθηση πολλών μαθημάτων που διδάσκονται σε επόμενες φάσεις των σπουδών τους.

  Η προσέγγιση που ακολουθείται στην διδασκαλία του μαθήματος είναι η μακροσκοπική προσέγγιση της «κλασσικής Θερμοδυναμικής», ενώ στοιχεία της μικροσκοπικής προσέγγισης χρησιμοποιούνται περιστασιακά για καλύτερη κατανόηση των φαινομένων.

Η διδασκαλία της Τεχνικής Θερμοδυναμικής καλύπτει δύο εξαμηνιαία μαθήματα. Στο πρώτο παρουσιάζονται τα βασικά στοιχεία της επιστήμης με την ανάπτυξη των (τεσσάρων) βασικών νόμων (αξιωμάτων) της Θερμοδυναμικής, ενώ στο δεύτερο αναπτύσσονται τα κυριότερα πεδία εφαρμογών της.

Περιεχόμενο Μαθήματος

ΜΕΑ_215. Τεχνική Θερμοδυναμική I

ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗΣ (Γενικές αρχές της Θερμοδυναμικής. Θερμική ισορροπία, μηδενικό Θερμοδυναμικό αξίωμα, Θερμομετρικές κλίμακες, Θερμόμετρα, Θερμοδυναμική ισορροπία, καταστατική εξίσωση, απλά Θερμοδυναμικά συστήματα, ημιστατικές διαδικασίες,

ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΚΑΘΑΡΩΝ ΟΥΣΙΩΝ (Φάσεις καθαρών ουσιών και διεργασίες μεταβολής φάσης, διαγράμματα PV και ΡΤ, επιφάνεια PVT, Πίεση ατμών και ισορροπία φάσεων, πίνακες ιδιοτήτων, καταστατική εξίσωση Ιδανικού αερίου, άλλες καταστατικές εξισώσεις).

Ο ΠΡΩΤΟΣ ΝΟΜΟΣ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗΣ (ΚΛΕΙΣΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ) (έργο μεταβολής όγκου σε σύστημα PVT, γενικευμένες Θερμοδυναμικές συντεταγμένες, αδιαβατικό έργο, εσωτερική ενέργεια, ορισμός της έννοιας της Θερμότητας, πρώτος Θερμοδυναμικός νόμος σε κλειστά συστήματα, ενθαλπία, ειδικές θερμότητες).

Ο ΠΡΩΤΟΣ ΝΟΜΟΣ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗΣ (ΑΝΟΙΚΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ) (Θερμοδυναμική ανάλυση του όγκου ελέγχου, διεργασίες και διατάξεις μόνιμης και μη μόνιμης ροής).

Ο ΔΕΥΤΕΡΟΣ ΝΟΜΟΣ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗΣ (Μετατροπή έργου σε Θερμότητα και αντιστρόφως, Θερμικές μηχανές, κύκλοι Stirling, Otto, Diesel, διατύπωση δεύτερου Θερμοδυναμικού αξιώματος κατά Kelvin-Planck. Ψυκτικές μηχανές, διατύπωση του δεύτερου Θερμοδυναμικού αξιώματος κατά Clausius, αντιστρεπτές και μη αντιστρεπτές διαδικασίες, ο κύκλος Carnot, τα αξιώματα του Carnot, θερμοδυναμική κλίμακα θερμοκρασιών).

ΕΝΤΡΟΠΙΑ (Εντροπία, Ανίσωση Clausius, Αρχή αύξησης της εντροπίας, Μεταβολή Εντροπίας καθαρών ουσιών, Ισεντροπικές διεργασίες, Τι είναι εντροπία, Διαγράμματα ιδιοτήτων, Οι σχέσεις Tds, Μεταβολή εντροπίας στα Υγρά και τα στερεά, Μεταβολή εντροπίας στα Ιδ. Αέρια, Αντιστρεπτό έργο σε μόνιμη ροή, Ισεντροπικές αποδόσεις, Ισοζύγιο Εντροπίας).

Προτεινόμενα συγγράμματα

• Θερμοδυναμική για Μηχανικούς, Y. Cengel, M. Boles 9η έκδοση, Εκδόσεις Τζιόλα, 2019, (Διανέμεται δωρεάν στους φοιτητές).
• Θερμοδυναμική για Μηχανικούς, MORAN, SHAPIRO, BOETTNER, BAILEY, 8η Έκδοση, Εκδόσεις Τζιόλα, 2019, (Διανέμεται δωρεάν στους φοιτητές).
• Εργαστηριακές Ασκήσεις Τεχνικής Θερμοδυναμικής, Κ.Κ. Περράκης (Διανέμεται δωρεάν στους φοιτητές).
• Basic Engineering Thermodynamics, M. Zemansky, M. Abbott, H. Van Ness, Mc Graw Hill, 1975.
• Εισαγωγή στη θερμοδυναμική, Smith J.M., Van Ness Hendrich., Abbott M., 7η Έκδοση, Εκδόσεις Τζιόλα, 2011.
• Fundamentals of Classical Thermodynamics, G. Van Wylen, R. Sonntag, C. Borgnakke, 4th Edition, J. Wiley, 1993. 

Ανθρώπινο Δυναμικό

Το μάθημα διδάσκεται από τον Κων/νο Περράκη, Λέκτορα του Τμήματος Μηχανολόγων και Αεροναυπηγών Μηχανικών (perrakis@upatras.gr)

Tα εργαστήρια του μαθήματος συνεπικουρούν οι μεταπτυχιακοί φοιτητές:

Βαφάκος Γεώργιος               vafakos@upnet.gr                      Μέτρηση Θερμοκρασίας               

Κωτσόπουλος Δημήτρης    dimitkotsop@gmail.com             Ψύξη Κλιματισμός                           

Καλογιάννης Κλέαρχος       klearhos.kal@gmail.com             Μέτρηση Θερμογόνου                   

Σπηλιωτόπουλος Σπύρος    spirosspil44@gmail.com   Περράκης Κυριάκος     kyper07@hotmail.com

 Οι φοιτητές μπορούν να επικοινωνούν με τον διδάσκοντα και το προσωπικό του εργαστηρίου κάθε Δευτέρα-Τετάρτη 12-1.30 μμ.

Τρόποι αξιολόγησης / εξέτασης

Το μάθημα Τεχνική Θερμοδυναμική Ι είναι υποχρεωτικό και πραγματοποιείται στο 3ο εξάμηνο. Οι ώρες διδασκαλίας του μαθήματος είναι 4 θεωρία και φροντιστήριο και 2 εργαστήριο. Τα εργαστήρια είναι υποχρεωτικά, δεν βαθμολογούνται και διεξάγονται σύμφωνα με τον κανονισμό του εργαστηρίου (βλέπε σχετικό κείμενο). Αν ο φοιτητής, κατά την διάρκεια του εξαμήνου αποτύχει στα εργαστήρια δεν μπορεί να παραβρεθεί στις εξετάσεις του μαθήματος στο τέλος του εξαμήνου. Κατά την διάρκεια του εξαμήνου διεξάγονται (προαιρετικά) test αξιολόγησης. Ο τελικός βαθμός του μαθήματος προκύπτει από την τελική εξέταση και η βαθμολογία στα test λαμβάνεται υπ όψιν μόνον θετικά για τους φοιτητές που έχουν συμμετάσχει σε αυτά, σε ποσοστό 30%.