Ο μαθησιακός στόχος του μαθήματος είναι να μεταδώσει στον φοιτητή μηχανικό τις βασικές αρχές και περιορισμούς που αφορούν τη χρήση της θερμικής ενέργειας σε πρακτικές εφαρμογές. Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές θα έχουν τη δυνατότητα να:

• αποκτήσουν το θεωρητικό υπόβαθρο της λειτουργίας των συστημάτων κλιματμού και άνεσης,
• εμπεδώσουν τις σχέσεις που διέπουν τις ροές υψηλών ταχυτήτων σε διατάξεις όπως ακροφύσια και διαχύτες,
• εξοικοιωθούν με έννοιες της θερμοχημείας όπως η θερμοκρασία δρόσου, θερμογόνος δύναμη, αδιαβατική θερμοκρασία φλόγας,
• υπολογίσουν την εξέργεια και τη μεταβολή της σε κάθε θερμοδυναμικό σύστημα,
• υπολογίζουν συγκεντρώσεις και θερμοκρασίες σε θερμοδυναμικά συστήματα όπου έχει επέλθει χημική ισορροπία,
• υπολογίσουν το χημικό δυναμικό,
• εφαρμόσουν το 1ο και 2ο θερμοδυναμικό αξίωμα σε αντιδρώντα συστήματα,
• προσδιορίζουν αδιαβατική θερμοκρασία φλόγας και θερμότητα αντίδρασης σε εφαρμογές καύσης,
• υπολογίσουν την πιθανή, μέση και ενεργό ταχύτητα,
• υπολογίσουν την εσωτερική ενέργεια, την μέση ελεύθερη διαδρομή και την ειδική θερμότητα.

• Αυτόνομη εργασία
• Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης
• Ικανότητα να διακρίνει τις διαφορές μεταξύ των μεθόδων προκειμένου να μπορεί να επιλέξει την καταλληλότερη για το πρόβλημα που καλείται να επιλύσει
• Ικανότητα να εφαρμόζει και να απεικονίζει τα αποτελέσματα αριθμητικής επίλυσης προβλημάτων.

Ιδανικοί Θερμοδυναμικοί Κύκλοι Παραγωγής Ψύξης: Ιδανικοί Θερμοδυναμικοί κύκλοι Ψύξης με Συμπίεση Ατμού. Πολυβάθμιας Ψύξης. Πολυβάθμιος με Θάλαμο Ανάμιξης. για Υγροποίηση Αερίων. με Αέριο και με Απορρόφηση. Συστήματα Παραγωγής Ψύξης. Ψυκτικά Ρευστά.

Μίγματα Αερίων και Αερίων-Ατμών: Αέρια Μίγματα. Ιδιότητες Ιδανικών και Πραγματικών Μιγμάτων Αερίων. Πραγματικός Αέρας. Σχετική και Ειδική Υγρασία. Θερμοκρασία Δρόσου. Αδιαβατικού Κορεσμού και Υγρού Βολβού. Ψυχρομετρία Κλιματισμός Διεργασίες Κλιματισμού

Θερμοδυναμική Υψηλών Ταχυτήτων: Θερμοδυναμική Ρευστών με Υψηλές Ταχύτητες. Φαινόμενα Συμπιεστότητας (Μ>0.3). Μονοδιάστατη Ισεντροπική Ροή. Σχέσεις μεταξύ Στατικών και Ολικών Μεγεθών Συναρτήσει του Αριθμού Mach. Αγωγός Συγκλίνων και Συγκλίνων-Αποκλίνων. Κρουστικά Κύματα. Ροή μέσα σε Πραγματικά Ακροφύσια και Πραγματικούς Διαχύτες.

Θερμοχημεία και Κινητική Θεωρία των Χημικών Αντιδράσεων: Χημικές αντιδράσεις – Καύση. Χημεία Αντίδρασης. Θερμοκρασία Δρόσου Προϊόντων Καύσης. Θερμοχημεία. Ο Δεύτερος και Τρίτος Νόμος για Συστήματα Χημικών Αντιδράσεων. Χημική Ισορροπία

Εξέργεια: Επέκταση του Δεύτερου Νόμου της Θερμοδυναμικής. Είδη Εξέργειας Μεταφορά Εξέργειας. Ο Δεύτερος Νόμος της Θερμοδυναμικής βάσει της Εξέργειας. Εξέργεια σε Κλειστά και Ανοικτά Συστήματα. Δείκτες Ενεργειακής Συμπεριφοράς Συστήματος Συμπαραγωγής.

Φάσεις Καθαρών Ουσιών: Χημικό Δυναμικό, Ισορροπία Φάσεων. Κανόνας των Φάσεων του Gibbs. Παράγοντες που Επηρεάζουν τη σταθερότητα των Φάσεων.

Διαλύματα: Ιδανικά Διαλύματα. Ελάχιστο Έργο Διαχωρισμού Διαλυμάτων. Αντιστρεπτές Διεργασίες Ανάμιξης και Διαχωρισμού. Πραγματικά Διαλύματα. Αθροιστικές Ιδιότητες.

Στατιστική Θερμοδυναμική: Θερμοδυναμική και Στατιστική Μηχανική, Κινητική Θεωρία των Αερίων. Ιδανικό Αέριο σε Μικροσκοπική Βάση. Υπολογισμός της Πίεσης και της Θερμοκρασίας. Θεώρημα Ισοκατανομής της Ενέργειας. Εσωτερική Ενέργεια και Ειδικές Θερμότητες. Στατιστική Ισορροπία. Κατανομή των Μοριακών Ταχυτήτων. Μέση Ελεύθερη Διαδρομή. Κίνηση Brown. Αξιώματα Στατιστικής Θερμοδυναμικής.

Οπτικοακουστικό υλικό και πολυμεσικές εφαρμογές

Ανοικτά ακαδημαϊκά μαθήματα

Γραπτή τελική εξέταση (100%), που περιλαμβάνει:

Ερωτήσεις θεωρίας

Θεωρητικές ασκήσεις (π.χ. απόδειξη σχέσεων)

Αριθμητικές ασκήσεις

• Πολυζάκης Α. (2019). ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ και ΠΡΟΧΩΡΗΜΕΝΗ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ (Θεωρία – Λυμένες Ασκήσεις). Heat Cool Power.
• Νίκας Π. Κ. (2011). Εφαρμοσμένη Θερμοδυναμική για Μηχανικούς. Leeder Enterprises.
• Αυλωνίτης Δ. (2017). Γενική και Τεχνική Θερμοδυναμική. Ζήτη.
• Atkins P. (2013). Φυσικοχημεία. Πανεπιστημιακές εκδόσεις Κρήτης.