Thermodynamik chemischer Prozesse

Aufbauend auf den Grundlagen der Thermodynamik sowie der Gemisch- und Prozessthermodynamik vertieft das Modul zentrale Fragestellungen der chemischen und thermischen Verfahrenstechnik. Im Fokus stehen chemische Reaktionen, ihre thermodynamische Beschreibung und kinetische Modellierung sowie die Erweiterung auf elektrochemische Systeme und komplexe Stoffmodelle.

Die Studierenden lernen, Reaktionsgleichgewichte unter Berücksichtigung der Stöchiometrie, des Reaktionsfortschritts sowie relevanter Stoffdaten zu berechnen. Dabei werden Reaktionsenthalpie, Reaktionsentropie und die Gibbs-Energie systematisch hergeleitet und im Kontext des dritten Hauptsatzes der Thermodynamik eingeordnet. Ergänzend werden Grundlagen der Elektrochemie behandelt, um thermodynamische Konzepte auf elektrochemische Prozesse zu übertragen.

Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Beschreibung und Berechnung thermodynamischer Zustandsgrößen auch für komplexe Fluide. Die Studierenden sind in der Lage, Phasenverhalten zu analysieren, Zustandsgleichungen aus Messdaten aufzubauen und geeignete Stoffmodelle sowie Abschätzmethoden anzuwenden. Wichtige Stoffdaten wie Wärmekapazitäten, Dampfdruckkurven, Verdampfungs- und Bildungsenthalpien werden systematisch behandelt.

Darüber hinaus erwerben die Studierenden die Fähigkeit, Reaktionskinetiken eigenständig zu recherchieren, zu interpretieren und in ingenieurtechnische Zusammenhänge einzuordnen. Das Modul schafft damit eine fundierte Grundlage für die thermodynamische und kinetische Beschreibung komplexer Reaktions- und Stoffsysteme in der Verfahrenstechnik.