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Angewandte Wärmepumpentechnik (WiSe 23/24)

Prozesspraktikum der Fakultät III (WiSe 23/24)

PIW Thermodynamik (WiSe 23/24)

Praktikum Thermodynamik I (WiSe 23/24)

Molekulare Technische Thermodynamik (WiSe 23/24)

Diese Veranstaltung findet in Präsenz statt.


Die thermodynamischen Stoffeigenschaften beruhen im Wesentlichen auf den Wechselwirkungen zwischen den Molekülen. Daher bietet es sich an, für die Stoffeigenschaften den indirekten Weg zu gehen, und mit der sog. molekularen Modellierung und Simulation Wechselwirkungsmodelle aufzustellen. Dieser indirekte Weg bietet gegenüber klassischen Methoden eine Reihe von Vorteilen: der physikalischen Realität wird erheblich besser entsprochen, die Modelle und deren Parameter sind physikalisch eindeutig interpretierbar und es können mit molekularen Modellen bessere Vorhersagen für die Stoffeigenschaften erzielt werden.

In der Vorlesung werden die Ansätze der molekularen Modellierung vorgestellt, welche die verschiedenen Wechselwirkungstypen abdecken, wie Repulsion, Dispersion und Elektrostatik. Weiterhin werden die molekularen Simulationsmethoden Molekulardynamik und Monte-Carlo zur Berechnung von thermodynamischen Größen diskutiert.

Lehrinhalte:

  • Modelle zwischenmolekularer Wechselwirkungen: Hartkörper-, Square-Well-, und Lennnard-Jones-Potential sowie elektrostatische Potentiale
  • Paarkorrelationsfunktion als strukturelle Eigenschaft
  • Grundlagen der molekularen Simulation: Periodische Randbedingungen, Minimum-Image-Konvention, Abschneideradien, Langreichweitige Korrekturen
  • Simulationsmethoden: Molekulardynamik und Monte-Carlo-Technik
  • Thermodynamische Zustandsgrößen aus molekularer Simulation: Ensemble, Zustandssumme, Zustandsgrößen aus Ableitungen der Zustandssumme
  • etc.



Thermodynamik I (WiSe 23/24)

Thermodynamik ist ein wichtiger Bereich der Physik, der sich mit der Untersuchung von Energieübertragung, Wärmeübertragung und Arbeit in physikalischen Systemen befasst. Sie beschäftigt sich mit den grundlegenden Prinzipien und Gesetzen, die das Verhalten von Energie und Materie in verschiedenen Umgebungen beschreiben und hat breite Anwendungen in verschiedenen wissenschaftlichen Disziplinen und Ingenieurwissenschaften. Allgemein bietet Thermodynamik ein umfassendes Rahmenwerk zur Analyse von Prozessen in der Natur, von chemischen Reaktionen bis hin zu physikalischen Phänomenen wie der Arbeit von Motoren und Kältemaschinen. Sie ist von entscheidender Bedeutung für viele Bereiche, einschließlich der Energieerzeugung, Materialwissenschaft, Chemie, Biologie und Umweltwissenschaften.