course-details-portlet

KJ8211 - Irreversibel termodynamikk

Om emnet

Vurderingsordning

Vurderingsordning: Prosjektoppgave
Karakter: Bestått/ Ikke bestått

Vurdering Vekting Varighet Delkarakter Hjelpemidler
Prosjektoppgave 100/100

Faglig innhold

Kurset utvider læren fra klassisk termodynamikk til situasjoner utenfor likevekt og introduserer konseptet entropiproduksjon. Studentene vil lære hva entropiproduksjon er, hvor det kommer fra, og hvordan det kan brukes til å:

  • Formulere konsistente transportrelasjoner for varme, masse og ladningstransport som inkluderer koblings-effekter. Disse transportrelasjonene vil bli brukt til å forklare termisk diffusjon (transport i reservoar), Peltier og Seebeck effekter (energi i romskip og degradering av batterier), revers elektrodialyse (energi fra blanding av ferskvann og saltvann), membran transport, brenselsceller og andre viktige eksempler, hvor fornybar energiteknologi vil være i fokus.
  • Identifisere, karakterisere og minimere tapt arbeid og eksergi destruksjon i prosesser og prosessutstyr. Konsepter som eksergi og tapt arbeid vil bli forklart, og studentene vil lære å bruke dem i praksis for å analysere og forbedre energieffektiviteten til prosesser og prosessutstyr. Retningslinjer for energieffektiv drift og design vil bli presentert og forklart.

Kurset har som mål å gi studentene solide verktøy både for å håndtere transportprosesser, og for å forbedre energieffektivitet, noe som er nødvendig for å nå FN's bærekraftmål.

Læringsutbytte

Etter å ha fulført kurset, forventes det at studenten er i stand til å:

  • Utlede entropiproduksjonen for enkle system med masse, energi og ladningstransport
  • Definere vanlige mål på energieffektivitet å vite hvilket man bør bruke.
  • Foreslå transportrelasjoner som er i korrespondens med termodynamikkens andre lov.
  • Vite når og hvordan slike transportrelasjoner skal brukes for praktiske problem.
  • Vite hva eksergidestruksjon og tapt arbeid er, og hvordan disse konseptene kan brukes når man skal forbedre energi effektivitet.
  • Kunne bruke retningslinjer for energieffektivt design og drift.

Læringsformer og aktiviteter

Foredrag og obligatoriske øvinger på engelsk. En større prosjektoppgave. Prosjektoppgavene vil bli tilpasset studentenes bakgrunn. Karakter settes på basis av prosjektoppgaven. Studentene vil ha en kort presentasjon av prosjektet før de leverer rapporten.

Forventet arbeidsinnsats i emnet er 200-225 timer.

Obligatoriske aktiviteter

  • Øvinger
  • Presentasjon

Mer om vurdering

Den endelige karakteren blir basert på en skriftlig prosjektrapport.

Kursmateriell

  • S. Kjelstrup, D. Bedeaux, E. Johannessen og J. Gross: Thermodynamics for Engineers. World Scientific, 2.ed. Singapore, 2017.
  • Ekstra kapitler, for eksempel på eksergidestruksjon, som forberedes for neste versjon av boken over.

Flere sider om emnet

Ingen

Fakta om emnet

Versjon: 1
Studiepoeng:  7.5 SP
Studienivå: Doktorgrads nivå

Undervisning

Termin nr.: 1
Undervises:  HØST 2023

Undervisningsspråk: Engelsk

Sted: Trondheim

Fagområde(r)
  • Termodynamikk
  • Termisk energiteknikk - energisystemer
  • Fysikalsk kjemi
  • Fysikk
  • Kjemi
  • Teknologiske fag
Kontaktinformasjon
Emneansvarlig/koordinator:

Ansvarlig enhet
Institutt for kjemi

Eksamensinfo

Vurderingsordning: Prosjektoppgave

Termin Statuskode Vurdering Vekting Hjelpemidler Dato Tid Eksamens- system Rom *
Høst ORD Prosjektoppgave 100/100

Innlevering
15.12.2023


12:00

INSPERA
Rom Bygning Antall kandidater
  • * Skriftlig eksamen plasseres på rom 3 dager før eksamensdato. Hvis mer enn ett rom er oppgitt, finner du ditt rom på Studentweb.
Eksamensinfo

For mer info om oppmelding til og gjennomføring av eksamen, se "Innsida - Eksamen"

Mer om eksamen ved NTNU