Θερμοδυναμική - Σχολή Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησης

(1) ΓΕΝΙΚΑ

ΣΧΟΛΗ	Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησης
2η ΣΧΟΛΗ
ΕΠΙΠΕΔΟ ΣΠΟΥΔΩΝ	Προπτυχιακό
ΚΩΔΙΚΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ	ΜΠΔ 224	ΕΞΑΜΗΝΟ ΣΠΟΥΔΩΝ	5^ο
ΑΥΤΟΤΕΛΕΙΣ ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ	ΕΒΔΟΜΑΔΙΑΙΕΣ ΩΡΕΣ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ		ΠΙΣΤΩΤΙΚΕΣ ΜΟΝΑΔΕΣ
Διαλέξεις	3
Φροντιστηριακές Ασκήσεις	1
Σύνολο	4		5
ΤΥΠΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ	Ειδικού υποβάθρου
ΠΡΟΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ
ΓΛΩΣΣΑ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ KAI ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ	Ελληνικά
ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΠΡΟΣΦΕΡΕΤΑΙ ΣΕ ΦΟΙΤΗΤΕΣ ERASMUS	Όχι
ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΣΕΛΙΔΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ (URL)	https://www.eclass.tuc.gr/courses/SCI189/

(2) ΜΑΘΗΣΙΑΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής/τρια θα είναι σε θέση να:

Αναγνωρίζει τις βασικές αρχές (και τους Θερμοδυναμικούς Νόμους) που διέπουν το τεχνικό πρόβλημα που καλείται να επιλύσει.
Αναλύει το προς επίλυση πρόβλημα σε επιμέρους υποπροβλήματα και να συνθέτει μία λογική αλληλουχία ενεργειών προς επίλυσή τους.
Αναπτύσει μεθόδους επίλυσης τεχνικών προβλημάτων (στην περιοχή της θερμοδυναμικής), με βάση τους βασικούς Νόμους της Θερμοδυναμικής και τις ενδεδειγμένες μεθοδολογίες.
Χρησιμοποιεί τους πίνακες ιδιοτήτων του νερού και άλλων καθαρών ουσιών για τον υπολογισμό των καταστατικών μεγεθών και την επίλυση προβλημάτων.
Επιλύει τεχνικά προβλήματα στην περιοχή της θερμοδυναμικής, κάνοντας χρήση των αντίστοιχων νόμων και σχέσεων, καθώς και κατάλληλων πινάκων και διαγραμμάτων.

Γενικές Ικανότητες

Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
Αυτόνομη εργασία
Ομαδική εργασία
Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης
Γραπτή επικοινωνία
Προφορική επικοινωνία
Εναλλακτική/Καινοτόμος σκέψη
Διαχείριση Χρόνου
Επίλυση προβλημάτων
Διαχείριση αριθμητικών δεδομένων

(3) ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Εισαγωγή. Θερμοδυναμικά συστήματα. Μακροσκοπική και μικροσκοπική θεώρηση. Κατάσταση και ιδιότητες σώματος. Θερμοδυναμική ισορροπία. Θερμοδυναμικές μεταβολές και κύκλοι. Ενέργεια. Πίεση. Θερμοκρασία. Μηδενικός Νόμος Θερμοδυναμικής. Κλίμακες Θερμοκρασίας. Αέρια και ατμοί. Καταστατική εξίσωση τελείων αερίων. Ειδικές περιπτώσεις μεταβολών. Καταστατικές εξισώσεις πραγματικών αερίων. Βαθμός συμπιεστότητας. Έργο και Θερμότητα. Μετάδοση θερμότητας. Ο Πρώτος Θερμοδυναμικός Νόμος για κυκλική και για τυχαία διεργασία κλειστού συστήματος. Ενθαλπία. Ειδική θερμοχωρητικότητα. Ο Πρώτος Θερμοδυναμικός Νόμος για ανοικτά συστήματα. Θερμικές και Ψυκτικές μηχανές. Ο Δεύτερος Θερμοδυναμικός Νόμος. Αντιστρεπτές και μη αντιστρεπτές διεργασίες. Ο κύκλος Carnot. Θερμοδυναμική κλίμακα θερμοκρασιών. Θερμοκρασιακή κλίμακα τελείου αερίου. Ανισότητα Clausius. Εντροπία. Η μεταβολή της εντροπίας σε αντιστρεπτές και μη αντιστρεπτές μεταβολές. Οι σχέσεις του Gibbs. Παραγωγή εντροπίας. Αρχή αυξήσεως της εντροπίας. Ο Δεύτερος Θερμοδυναμικός Νόμος για ανοικτά συστήματα. Αναντιστρεπτότητα και διαθεσιμότητα. Εξέργεια. Συνάρτηση Helmholtz. Συνάρτηση Gibbs. Εξισώσεις Tds. Θερμοδυναμική δύο φάσεων. Λανθάνουσα θερμότητα αλλαγής φάσης. Θερμοδυναμικές ιδιότητες ατμών. Εξίσωση Clausius/Clapeyron. Διαγράμματα T-s, h-s νερού. Πίνακες ιδιοτήτων. Αντιστρεπτές μεταβολές στα διαγράμματα p-v, T-s, h-s. Ισεντροπικοί βαθμοί απόδοσης. Θερμοδυναμικοί κύκλοι ισχύος. Κύκλος Rankine. Κύκλος υπέρθερμου ατμού. Επίδραση της πίεσης και της θερμοκρασίας στον κύκλο Rankine. Κύκλος Rankine με αναθέρμανση και με απομάστευση ατμού. Ο πραγματικός κύκλος Rankine.

(4) ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ KAI ΜΑΘΗΣΙΑΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ – ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ

ΤΡΟΠΟΣ ΠΑΡΑΔΟΣΗΣ

Με φυσική παρουσία

ΧΡΗΣΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ
Στη διδασκαλία:	Σημειώσεις σε ψηφιακή μορφή στην πλατφόρμα e-class. Ψηφιακές παρουσιάσεις. Επιπλέον ψηφιοποιημένο υποστηρικτικό υλικό στην πλατφόρμα e-class.
Στην επικοινωνία με τους φοιτητές:	Ανακοινώσεις, εξεταστέα ύλη, βοηθήματα μέσω του συστήματος τηλεκπαίδευσης e-class. Επίλυση αποριών μέσω τηλεδιάσκεψης.

ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΔΙΔΑΣΚΑΛΙΑΣ
Διαλέξεις	39 ώρες
Φροντιστήρια	13 ώρες
Αυτοτελής μελέτη	63 ώρες
Σεμινάρια	10 ώρες
Σύνολο	125 ώρες

Διδακτέα Ύλη ανά Εβδομάδα (13 εβδομάδες) :

(1η εβδομάδα) Εισαγωγή. Θερμοδυναμικά συστήματα. Μακροσκοπική και μικροσκοπική θεώρηση. Κατάσταση και ιδιότητες σώματος. Θερμοδυναμική ισορροπία. Θερμοδυναμικές μεταβολές και κύκλοι. Ενέργεια. Πίεση. Θερμοκρασία.
(2η εβδομάδα) Μηδενικός Νόμος Θερμοδυναμικής. Κλίμακες Θερμοκρασίας. Αέρια και ατμοί. Καταστατική εξίσωση τελείων αερίων. Ειδικές περιπτώσεις μεταβολών. Καταστατικές εξισώσεις πραγματικών αερίων. Βαθμός συμπιεστότητας.
(3η εβδομάδα) Έργο και Θερμότητα. Μετάδοση θερμότητας. Ο Πρώτος Θερμοδυναμικός Νόμος για κυκλική και για τυχαία διεργασία κλειστού συστήματος. Ενθαλπία. Ειδική θερμοχωρητικότητα.
(4η εβδομάδα) Ο Πρώτος Θερμοδυναμικός Νόμος για ανοικτά συστήματα.
(5η εβδομάδα) Θερμικές και Ψυκτικές μηχανές. Ο Δεύτερος Θερμοδυναμικός Νόμος. Αντιστρεπτές και μη αντιστρεπτές διεργασίες. Ο κύκλος Carnot. Θερμοδυναμική κλίμακα θερμοκρασιών. Θερμοκρασιακή κλίμακα τελείου αερίου.
(6η εβδομάδα) Ανισότητα Clausius. Εντροπία. Η μεταβολή της εντροπίας σε αντιστρεπτές και μη αντιστρεπτές μεταβολές. Οι σχέσεις του Gibbs. Παραγωγή εντροπίας. Αρχή αυξήσεως της εντροπίας.
(7η εβδομάδα) Ο Δεύτερος Θερμοδυναμικός Νόμος για ανοικτά συστήματα.
(8η εβδομάδα) Αναντιστρεπτότητα και διαθεσιμότητα. Εξέργεια. Συνάρτηση Helmholtz. Συνάρτηση Gibbs. Εξισώσεις Tds.
(9η εβδομάδα) Θερμοδυναμική δύο φάσεων. Λανθάνουσα θερμότητα αλλαγής φάσης. Θερμοδυναμικές ιδιότητες ατμών. Εξίσωση Clausius/Clapeyron. Διαγράμματα T-s, h-s νερού.
(10η εβδομάδα) Πίνακες ιδιοτήτων. Αντιστρεπτές μεταβολές στα διαγράμματα p-v, T-s, h-s. Ισεντροπικοί βαθμοί απόδοσης.
(11η εβδομάδα) Θερμοδυναμικοί κύκλοι ισχύος. Κύκλος Rankine. Κύκλος υπέρθερμου ατμού. Επίδραση της πίεσης και της θερμοκρασίας στον κύκλο Rankine.
(12η εβδομάδα) Κύκλος Rankine με αναθέρμανση και με απομάστευση ατμού.
(13η εβδομάδα) Ο πραγματικός κύκλος Rankine.Επαναληπτικές ασκήσεις - παραδείγματα.

Αλλα Σχόλια για την Οργάνωση της Διδασκαλίας :

Η παρουσίαση αριθμητικών παραδειγμάτων και η επίλυση ασκήσεων πραγματοποιείται μετά την διδασκαλία ολοκληρωμένων ενοτήτων της διδακτέας ύλης.

(5) ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΟΙΤΗΤΩΝ

Αθροιστική/Συμπερασματική (για βαθμό φοιτητή) Αξιολόγηση
Γραπτή Τελική Εξέταση	100%	(Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής / Αντιστοίχηση)
		(Ερωτήσεις σύντομης απάντησης)
		(Ερωτήσεις επίλυσης προβλημάτων)

(6) ΣΥΝΙΣΤΩΜΕΝΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

Ι.Κ. Νικολός, "Τεχνική Θερμοδυναμική", Σημειώσεις Μαθήματος, Χανιά 2021 (Σε ψηφιακή μορφή στην πλατφόρμα e-class). (Περιλαμβάνονται και λυμένα παραδείγματα).
Cengel Yunus A., Boles Michael A., Τσιακάρας Π. - Κατσαβούνης Σ. (επιμέλεια), "Θερμοδυναμική για Μηχανικούς", 9η Έκδοση.
Smith J.M., Van Ness Hendrich., Abbott M., "Εισαγωγή στη Θερμοδυναμική".
Πολυζάκης Απόστολος, "Θερμοδυναμική και Προχωρημένη Θερμοδυναμική".
Richard E. Sonntag, Claus Borgnakke and Gordon J. Van Wylen, "Fundamentals of Thermodynamics", 6th Edition, John Wiley & Sons, Inc.
F. P. Incropera και D.P. DeWitt, "Fundamentals of Heat and Mass Transfer", John Wiley & Sons, Inc.

Πολυτεχνείο Κρήτης

Χρήσιμα

Επικοινωνία