B4 Thermodynamica - Stedelijk Onderwijs

ECTS-fiche
1. Identificatie
Opleiding
Elektro-mechanica
HBO5
Module
Thermodynamica
Code
7366
Lestijden
40
Studiepunten
n.v.t.
Mogelijkheid tot
JA
aanvragen
vrijstelling
Vereiste
100 %
aanwezigheid
Ingeschatte totale
80
studiebelasting
(in uren)1
1
De totale studiebelasting hangt af van de kennis, inzet en ervaring van de cursist . De ingeschatte totale
studiebelasting geeft een gemiddelde weer en wordt uitgedrukt in uren van 50 minuten. Het omvat de
lesmomenten, de verwerkings- en voorbereidingstijd en de evaluatiemomenten.
2. Inhoud
Begrippen uit de thermodynamica
• Warmte
• De nulde hoofdwet
De eerste hoofdwet
• Ervaringswet over behoud van energie
• Systeem en omgeving
• Toestandsgrootheden
• Processen
• Gasmengsels – Wet van Dalton
• De eerste hoofdwet voor gesloten systemen
• Inwendige energie
• Volumearbeid
• Ideaal gas
• Formuleringen van de eerste hoofdwet
• Enthalpie
Toestandsveranderingen in gesloten systemen
• Polytrope processen
• Arbeid en warmte
• Bijzondere polytropen
Kringprocessen
• Positieve kringprocessen
• Thermisch rendement
Carnot kringproces en negatieve kringprocessen
• Carnot kringproces
• Negatieve kringprocessen
Warmtepomp en warmteproductiegetal
• Warmteproductiegetal
• Warmtepompcyclus
Toestandsveranderingen in open systemen
• Inleiding
• Massabalans van een open systeem
• Eerste hoofdwet voor open systemen
Stationaire processenDe tweede hoofdwet: entropie
• Tweede hoofdwet
• Entropie
• Toepassingen
Toestandsdiagrammen
• Inleiding
• Tabellen
• Diagram
− p-V
− p-h
3. Draagt bij tot volgende competenties
Om zijn beroep uit te kunnen oefenen moet de afgestudeerde basiskennis, inzichten en
vaardigheden verwerven over:
• Mechanica, elektriciteit, elektronica
•
Pneumatica, hydraulica en thermodynamica
•
Regeltechniek en automatisering
Iedereen is er van overtuigd dat een basis in wiskunde onmisbaar is in een hogere
technische opleiding. Deze wiskundige vaardigheden helpen de afgestudeerde technische
problemen oplossen. De wiskundelessen scherpen het analytisch vermogen en het
probleemoplossend denken aan.
De opleiding stelt zich tot doel een hooggeschoolde technicus te vormen die in staat is:
• op korte termijn ingezet te worden voor uitvoeringstaken, die een grote
deskundigheid vergen en die hij zelfstandig of in teamverband moet kunnen
uitvoeren.
•
complexe installaties die van elektrische, elektromechanische, pneumatische,
hydraulische of thermische aard kunnen zijn te ontwerpen, te realiseren, in dienst
te stellen, te bedienen en onderhouden
•
na voldoende ervaring, leiding op te nemen tot op het niveau van middenkader.
•
op verantwoorde wijze apparaten en gereedschappen te selecteren, rekening
houdend met hun karakteristieken, kostprijs en veiligheid voor gebruikers en
omgeving.
•
probleemoplossend te denken.
•
de nodige vorming en attitudes te bezitten om door zelfstudie en/of bijscholing
zijn kennis continu bij te werken.
•
alle relevante informatie te verzamelen, te verwerken en ze, indien nodig, in een
voor anderen geschikte vorm beschikbaar te stellen.
Tijdens de opleiding worden attitudes ontwikkeld zoals zin voor initiatief, flexibiliteit,
autonoom en in teamverband werken, zin voor efficiëntie, doorzettingsvermogen, zin
voor nauwkeurigheid, analytisch en logisch denken.
4. Doelstellingen
algemeen
Om goed met technische machines te kunnen omgaan en ze te kunnen onderhouden is
een grondige kennis nodig van de werking van de machines en de principes waarop ze
steunen.
Deze eenheid geeft de cursisten een eerste kennismaking hiermee. Deze kennis is
essentieel om verscheidene technische toepassingen te kunnen begrijpen. De nadruk
ligt op het leren begrijpen van toestandsveranderingen en energieomzettingen, het leren
lezen en tekenen van toestandsdiagrammen en het leren gebruiken van tabellen
• De cursist kan de basisgaswetten in eigen woorden weergeven;
• De cursist kan energiestromen uit een toestandsdiagram afleiden;
• De cursist kan de betekenis en formulering van de eerste hoofdwet in eigen
woorden weergeven;
• De cursist kan begrip verwerven van het thermodynamisch gedrag van een open
systeem;
• De cursist kan de kwalitatieve formuleringen van de tweede hoofdwet omschrijven;
• De cursist kan processen waarin “energie” een rol speelt, ontleden naar rendement
en omzettingen van energievormen;
• De cursist kan vraagstukken rond energieomzettingen oplossen;
• Theoretische principes kunnen toepassen om praktische problemen inzake pompen,
compressoren en ventilatoren op te lossen.
specifiek
Verschillende soorten warmte kunnen benoemen.
De nulde hoofdwet a.d.h.v. een passende figuur kunnen uitleggen.
De betekenis en formulering van de eerste hoofdwet voor gesloten systemen kunnen
weergeven.
Het verschil tussen een open en een gesloten systeem kennen.
Verschillende thermodynamische toestandsgrootheden kunnen opnoemen.
Het verschil is tussen een omkeerbaar en een niet omkeerbaar proces kunnen verklaren.
De wet van Dalton in formulevorm kunnen neerschrijven en verklaren.
De begrippen inwendige energie, volumearbeid, ideaal gas en enthalpie kunnen
uitleggen.
Vraagstukken rond energieomzettingen en de eerste hoofdwet kunnen oplossen.
De basisgaswetten kunnen weergeven.
Vraagstukken i.v.m. toestandveranderingen in gesloten systemen kunnen oplossen.
Het verschil is tussen een positief en een negatief kringproces kunnen verklaren.
Het thermisch rendement bij een positief kringproces kunnen verklaren.
Processen waarin “energie” een rol speelt, kunnen ontleden naar rendement en
omzettingen van energievormen.
Het Carnot kringproces in een p-V - diagram kunnen voorstellen.
Een negatief kringproces in een p-V - diagram kunnen voorstellen en er de warmte - en
arbeidsstromen op kunnen aanduiden.
Wat bedoeld wordt met het warmteproductiegetal of COP bij een warmtepomp kunnen
uitleggen.
De warmtepompcyclus a.d.h.v. een passende figuur kunnen uitleggen.
Het thermodynamisch gedrag van een open systeem kunnen verklaren.
De betekenis en formulering van de eerste hoofdwet voor open systemen kunnen
weergeven.
Eigenschappen van een stationair proces kunnen opnoemen.
Technische toepassingen van stationaire processen thermodynamisch kunnen toelichten.
Vraagstukken rond energieomzettingen kunnen oplossen.
De kwalitatieve formuleringen van de tweede hoofdwet kunnen omschrijven.
Inzien dat men over tenminste twee warmtereservoirs van verschillende temperatuur
dient te beschikken om een kringproces mogelijk te maken.
Bij het maken van vraagstukken i.v.m. thermodynamica tabellen kunnen gebruiken.
Energiestromen uit een toestandsdiagram kunnen afleiden.
Enkele belangrijke toestandsdiagrammen bij de thermodynamica kunnen lezen en
tekenen.
5. Werkvormen
o Instructievormen: doceren, voorbeeldoefeningen
o Interactievormen: onderwijsleergesprek, oefeningen
o Opdrachtvormen: oefeningen opdrachten
o Communicatie digitaal leerplatform Chamillo
6. Leermiddelen
o Handboek: toegepaste mechanica,De Bruin, Plantyn uitgeverij
ISBN: 978-90-301-7363-2
o Cursist neemt nota’s
7. Evaluatie
1 eindevaluatie bij het einde van de module
Het betreft een open boek examen met numerieke
oefeningen/multiple choice en nadenkvragen.
De cursist is geslaagd voor de module bij een score hoger of gelijk
aan 50/100.
Er wordt één herkansing georganiseerd na inschrijving van de
cursist.
8. Gecombineerd onderwijs / zelfstudie opdrachten
30% afstandsonderwijs
De cursist krijgen oefeningen, die ze thuis oplossen in groep.