• Atome: Aufbau, Isotope, Modelle 
• Periodensystem der Elemente: Perioden und Gruppen, Periodizität der Eigenschaften: Metallcharakter, Ionisierungsenergie, Elektronegativität 
• Kernreaktionen: Radioaktivität: natürliche und künstliche, Zerfallskinetik, Kernreaktionen, Kernspaltung, Kernfusion 
• Chemische Bindung: Atombindung: Einfach-, Doppel-, Dreifachbindung, polare Atombindung, Ionenbindung, Metallbindung, zwischenmolekulare Bindungen 
• Aggregatzustände: Gasförmiger Zustand: ideale u. reale Gase,
  Flüssiger Zustand: Verdampfungsprozess, Siede- und Gefrierpunkt,
  Fester Zustand: Kristallgitter 
• Thermodynamik, Kinetik chemischer Reaktionen: Energetik chemischer Reaktionen, Aktivierungsenergie, Reaktionsgeschwindigkeit 
• Stöchiometrie: chemische Formeln und Molekulargewicht, Stoffmenge
  und Avogadrokonstante, Molvolumen, Reaktionen in Lösung, chemische
  Reaktionsgleichungen, stöchiometrische Massenberechnungen 
• Chemisches Gleichgewicht: Massenwirkungsgesetz, Prinzip vom
  kleinsten Zwang 
• Säuren und Basen: Ionenprodukt des Wassers, pH-Wert, Säure- und
  baseverhalten, Säure- und Basegleichgewichte: pH-Wert-Berechnungen 
• Redoxreaktionen 
• Elektrochemie: Elektrolyse, Galvanische Zelle, Korrosion 
• Ausgewählte Anwendungsbeispiele

• Chemie, C.Mortimer, U. Müller (Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 2003)
• Chemie für Ingenieure, Vinke, Marbach (Oldenbourg, 2013)

In der Vorlesung werden aufbauend auf den werkstoffkundlichen Grundlagen der Metalle die Änderungen der Eigenschaften durch z. B Legierungselemente und Wärmebehandlungen vorwiegend am Beispiel Stahl entwickelt, beschrieben und erläutert. Dabei werden Tafelarbeit, und Overheadfolien eingesetzt.

Grundlagen der Kristallographie,
Eigenschaften der Metalle
Grundlagen der Legierungen,
Zweistoffsyteme mit Eisen-Kohlenstoffdiagramm
Grundlagen der Wärmebehandlung von Stahl
Werkstoffprüfung
Einfluss der Legierungselemente auf die Eigenschaften von Stahl
Bezeichnungssystem der Stähle
Stahlgruppen
Besprechung ausgewählter Stähle nach EN Normen
Ausblick auf Nichteisenmetalle.

• Werkstoffkunde, Bargel, Schulze (2000)
• Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung, Weisbach (2000)

• Netzwerke
• Berechnungen nach Kirchhoff
• Strom-/Spannungsquellen-Ersatzschaltungen
• Energie, Leistung
• Strömungsfelder, Strom, Stromdichte, Feldstärke, Spannung, elektrisches Potential, Berechnung von Strömungsfeldern
• Elektrische Felder
• Ladung, Potential, Spannung
• Energie und Kräfte im elektrischen Feld
• Berechnung von symmetrischen Feldern
• Überlagerung von Feldern
• Kapazitätsberechnungen
• Magnetische Felder
• Magnetische Induktion, magn. Fluss, magn. Umlaufspannung - Magnetische Felder in Luft und Eisen
• Induktionsgesetz, Selbstinduktion
• Bewegte Ladungen im magn. Feld
• Kräfte im magn. Feld

• Zastrow D., Elektrotechnik, 19. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2014
• Weißgerber W., Elektrotechnik für Ingenieure 1, 10. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2015
• Meins J., Scheithauer R., Weidenfeller H., Frohne H., Löcherer K.-H., Müller H., Moeller Grundlagen der Elektrotechnik, 20. Auflage, Stuttgart, Leipzig, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2005

-Funktionsweise und Bedienung von Multimetern (analog und digital) und Oszilloskopen (analog und digital)

-Messfehler

• Maximale Messabweichungen aus Datenblättern bestimmen 
• Unterschied systematischer und zufälliger Messfehler
• Fehlerfortpflanzung bei indirekten Messungen
• Lineare Fehlerfortpflanzung
• Gauß’sche Fehlerfortpflanzung

-Widerstandsmessung

• Stromfehlerschaltung
• Spannungsfehlerschaltung
• Wheatstone‘sche Messbrücke (abgeglichen, nicht abgeglichen mit und ohne Belastung)
• 2-Leiter-, 3-Leiter-- und 4-Leiter-Messung

-Auswertung von Messreihen

• Mittelwert und Streuung
• Median, Perzentile, Box-Plots
• Interpolation von Messergebnissen
• Lineare Interpolation
• Polynominterpolation
• Ansatz der kleinsten Fehlerquadrate

• Mühl, T., Einführung in die elektrische Messtechnik, 2. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner Verlag, 2006
• Parthier, R., Messtechnik, 3. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner Verlag, 2006

• Wiederholung der Grundlagen
  Zunächst wird das Basiswissen wiederholt (Mengen, Zahlen, Gleichungen und Ungleichungen, Binome, Rechnen mit Brüchen, Potenzen und Logarithmen), Grundlagen der Aussagenlogik
• Vektoralgebra und analytische Geometrie
  Nach Einführung der Grundbegriffe und Grundlagen werden die Anwendungsmöglichkeiten besprochen und die Anwendung im 3-dimensionalen Raum geübt, der Zusammenhang mit linearen Gleichungssystemen wird dargestellt
• Funktionen und Kurven
  Anhand wichtiger Funktionen (ganz- und gebrochenrationale Funktionen, Potenz- und Wurzelfunktionen, trigonometrische Funktionen, Exponential- und Logarithmusfunktion, Hyperbelfunktion) wird der Funktionsbegriff und die Darstellung von Funktionen geübt. Den Abschluss bilden Betrachtungen zur Stetigkeit und zum Grenzwert.
• Differentialrechnung
  Über die Vertiefung des Grenzwertbegriffs wird die Differentialrechnung eingeführt. Die Ableitungsregeln werden an verschiedenen praktischen Beispielen geübt.
• Folgen und Reihen
  Der Begriff der Folge wird eingeführt, es werden unendliche Reihen, Potenzreihen und die Taylorentwicklung besprochen.
• Integralrechnung
  Abschluss bildet die Integralrechnung. Bestimmte und unbestimmte Integrale, Ingerationsregeln und -methoden werden besprochen.

• Papula, L.: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band 1, Vieweg, Papula, L. (Vieweg, 2000) 
• Arens et al: Mathematik, (Spektrum Akademischer Verlag, 2011)

Relevante Technologien für 100% EE Energiesystem:

• PV, Wind, Batteriespeicher, PtX, Biogas, Pyrolyse, Wasserkraft
• Smart Grids, Demand Side Management, Elektromobilität
• Energieeffiziente Gebäude- und Heiztechnik
• Energieverteilung und Netze
• Energiemanagement, Simulation und Modellierung von Energieflüssen
• Aktiver CO2-Entzug (CDR)
• Externe Vorträge / Themen nach Verfügbarkeit
  
  
   
  

keine speziellen Empfehlungen

• Physikalische Größen und mathematische Grundlagen
  Definitionen und Maßeinheiten; eine Auswahl mathematischer Verfahren in der Physik
• Mechanik
  Kinematik und Dynamik: Grundgesetze der klassischen Mechanik;
  Mechanik des Massenpunktes;
  Arbeit, Energie und Leistung;
  elastischer und inelastischer Stoß;
  Mechanik des starren Körpers, Translation und Rotation;
• Wärme
  spezifische Wärme; Wärmeausdehnung
• Ausgewählte Anwendungsbeispiele

• Physik, D. C. Giancoli (Pearson Education, 2019)
• Physik für Wissenschaftler und Ingenieure, P. A. Tipler (Springer Spektrum Verlag, 2019)
• Physik für Ingenieure, Hering, Martin, Stohrer (Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2012)
• Physik, U. Harten (Springer Vieweg, 2017)
• Taschenbuch der Physik, H. Kuchling (Carl-Hanser-Verlag, 2014)
• Taschenbuch der Physik, Stöcker (Verlag Harri Deutsch, 2018)

Im Praktikum wird in einfachen Versuchen die Kunst des Messens und Beobachtens, die Gewinnung quantitativer Zusammenhänge, die Erarbeitung physikalischer Sachverhalte und besonders die kritische Wertung der gewonnenen Ergebnisse geübt und sich mit den benutzten Apparaten und ihrer Funktion vertraut gemacht.
Die Experimente werden in kleinen betreuten Gruppen bearbeitet. Am Ende eines jeden Versuchs steht die Anfertigung eines Laborberichts. Dieser beinhaltet neben den theoretischen Grundlagen des Versuchs eine geeignete Darstellung der wichtigsten Ergebnisse inklusive einer Abschätzung der Fehler im Rahmen einer Fehlerrechnung.
Für jeden Versuch ist ein Laborbericht zu erstellen.

• Physikalisches Praktikum, D. Geschke (Teubner, 2001)
• Praktikum der Physik, W. Walcher (Teubner, 2000)
• Physik, D. C. Giancoli (Pearson Education, 2009)
• Physik für Wissenschaftler und Ingenieure, P. A. Tipler (Springer Spektrum Verlag, 2015)
• Taschenbuch der Physik, H. Kuchling (Carl-Hanser-Verlag, 2014)

Technische Dokumentation:

• Grundlagen des Technischen Zeichnens: Zeichnungsformate,
• Anordnung der Ansichten und Linienarten in technischen Zeichnungen
• Positionsnummern, Zeichnungsarten, Schriftfelder, Stücklisten und Faltung auf Ablageformat.
• Bemaßungsregeln und Maßeintragung in Zeichnungen, Längen- und Winkelmaße, technische Oberflächen, Rauheitskenngrößen, Maßtoleranzen, Toleranzangaben, Passungsangaben, Form- und Lagetoleranzen
• Werkstück-Ansichten, Einzelheiten, Schnittdarstellung
• Abwicklungen und Durchdringungen
• Bemaßung von geometrischen Körpern, Angaben zur Oberflächen-behandlung (Härteangaben)
• Darstellung und Bemaßung von Normteilen und Schweißverbindungen
• Werkstoffe
• Die zu behandelnden Themen werden anhand von Übungen vertieft.

CAD:

• Schematische Zeichnungen
  Grundfließbild, Verfahrensfließbild, RI-Fließbild, MSR-Kreisschemata, elektrotech-nische Schaltpläne
• Maßstäbliche Zeichnungen
  Zweidimensionale Konstruktionszeichnungen, Zweidimensionale Lage- und Aufstellungsplanung, lsometrien
• Dreidimensionale Zeichnungen
  Rohrleitungsplanung, Aufstellungsplanung
• Informationsverarbeitung und Datenbanken
  Anforderungen bei systematischer Anlagenplanung, Informationsflussanalyse bei Anlagenplanung, Integrierte Informationsverarbeitung im Anlagenbau, Integration von EDV-Systemen zur Rohrleitungsplanung auf Basis einer Ingenieurdatenbank, PFPD- ein DV-System für die Erstellung von Prüffolgeplänen und Dokumentation von Bauprüfungen von Anlagen und Teilanlagen
• Kopplung von CAD mit Berechnungsprogrammen
• Dokumentation
  rechnergestützt, Grundstruktur Gesamtdokumentation, Projekt, Engineering, Genehmigung, Beschaffung, Anlage, Betrieb, Rückbau, As-built, Dokumenten-kennzeichnung, Anforderungen an den Rohrteile-/Rohrklassenkatalog
• Anwendung
  Durchgängige CAD-3D-Anlagenplanung, Rohrleitungsplanung mit 3D-CAD, Planung verfahrenstechnischer Anlagen mit CAD-Einsatz
• Vom CAD zum BIM für TGA

Technische Dokumentation:

• Hoischen, H., Fritz, A.: Technisches Zeichnen - Grundlagen, Normen, Beispiele, Darstellende Geometrie, Geometrische Produktspezifikation, 37. Auflage, Cornelsen-Verlag Berlin, 2020
• Tabellenbuch Metall mit Formelsammlung, 48. Auflage, Europa-Lehrmittel Verlag, 2019, korrigierter Nachdruck 2020
• Tabellenbuch Anlagenmechanik für Sanitär-, Heizungs- und Klimatechnik,3. Auflage, Westermann, 2018
• Tabellenbuch Sanitär-, Heizungs- und Klimatechnik, 2. Auflage, Europa-Lehrmittel Verlag, 2012
• Kurz, U., Wittel, H.: Böttcher/Forberg Technisches Zeichnen. Grundlagen, Normung, Übungen und Projektaufgaben, 26. Auflage, Springer Vieweg Verlag, 2013
• Labisch, Weber: Technisches Zeichnen - Grundkurs, 4. Auflage, Springer Vieweg Verlag, 2013

CAD:

• Vorlesungsunterlagen
• PERINORM

Zerlegen und Montieren technischer, besonders mechanischer Systeme. Beispielhafte Systeme sind verschraubte und mit Dichtungen versehene Rohrleitungen, Stirnradgetriebe und schaltbare Planetengetrieben.

Analysieren der Systeme und Beschreibung der Wirkzusammenhänge und des jeweiligen Aufbaus.

Verknüfung und Festigkung von Lerninhalten anderer Veranstaltungen (z. B. Technische Dokumentation, Werkstofftechnik, Technische Mechanik I) anhand der analysierten Systeme.

Es gibt keine zwingende Literatur. Zur Vertiefung empfehlen wir aber: Roloff/Matek Maschinenelemente, Springer: https://doi.org/10.1007/978-3-658-26280-8

• Lineare Algebra
  Nach Einführung von Determinanten und Matrizen wird der Zusammenhang zu linearen Gleichungssystemen hergestellt. Eigenwerte und Eigenvektoren werden besprochen.
• Komplexe Zahl
  Die komplexe Zahl und ihre Darstellungsmöglichkeiten werden diskutiert. Dabei werden die Rechenregeln eingeführt und Möglichkeit der Darstellung der komplexe Funktion einer reellen Veränderlichen als Ortskurve vertieft, ebenso die technischen Anwendungen.
• Gewöhnliche Differentialgleichungen
  Die Bedeutung der Differentialgleichung und der technische Unterschied zwischen Anfangs- und Randwertproblem werden erläutert. Lösungsmethoden für Differentialgleichungen 1. Ordnung und 2. Ordnung mit konstanten Koeffizienten werden hergeleitet. Die Lösung von linearen Differentialgleichungen n-ter Ordnung mit konstanten Koeffizienten wird sowohl mit dem Exponentialansatz als auch über die Laplace-Transformation gezeigt.
• Differential- und Integralrechnung für Funktionen von mehreren Variablen
  Den Abschluss bildet die Betrachtung von Funktionen mit mehreren Variablen sowie die Differentiation und Integration dieser Funktione. Substitutionsregeln für Funktionen mehrerer Variabler werden besprochen und auf Koordinatentransformationen angewendet.

• Papula, L.: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band 2, Vieweg, Papula, L. (Vieweg, 2000) 
• Arens et al: Mathematik, (Spektrum Akademischer Verlag, 2011)

Die Lehrveranstaltung wird in zeitlich aufeinander folgenden Abschnitten und sowohl in deutscher als auch englischer Sprache angeboten.

In der Vorlesung werden die thermodynamischen Zusammenhänge hergeleitet, mit Hilfe von Beispielen vertieft und mit Hilfe einfacher Demonstrationsmodelle vorgestellt.

1. Abschnitt:

• Grundbegriffe: Thermodynamisches System, thermodynamischer Zustand, thermodynamisches Gleichgewicht, Zustandsgleichungen (insb. thermische und kalorische Zustandsgleichung idealer Gase), Zustandsänderungen, Wärme, Arbeit, Dissipationsenergie, innere Energie, Enthalpie und Entropie.
• Der 1. Hauptsatz: Formulierung für geschlossene und offene Systeme, therm. Wirkungsgrad und Leistungszahl.

2. Abschnitt:

• Der 2. Hauptsatz: Mathematische Formulierung, Entropie, Wirkungsgrad, Anergie/Exergie und einfache, reversible bzw. irreversible thermodynamische Prozesse.
• Kreisprozesse mit idealen Gasen: Rechts- und linksgängige Prozesse, z. B. Carnot-, Diesel-, Otto-, Stirling-, Ericson-, Joule-Prozess.

3. Abschnitt:

• Mehrphasige Systeme reiner Stoffe: Zustandsgrößen, Zustandsgleichungen im Zweiphasengebiet (auch Diagramme und Zahlentafeln), einfache Zustandsänderungen und Clausius-Clapeyron-Gleichung.
• Kreisprozesse mit Dämpfen, insb. Clausius-Rankine-Prozess und Kompressions-Kältemaschine/Wärmepumpe)
• Gemische von Gasen: Feuchte Luft (Zustandsgrößen und h,x-Diagramm).
• Kurze Einführung in die Grundlagen der Wärmeübertragung.

Aufgaben- und Materialsammlung als Unterlage für die Vorlesung.

• Technische Thermodynamik, E. Hahne (Oldenbourg, 2010
• Einführung in die Thermodynamik, G. Cerbe, H.-J. Hoffmann (Carl Hanser Verlag, 2008)
• Fundamentals of Engineering Thermodynamics, M. Moran, H. Shapiro (Wiley, 2008)
• Thermodynamik, Band 1, Einstoffsysteme, K. Stephan, F. Mayinger (Springer Verlag, 2010)
• Thermodynamik, H. D. Baehr (Springer Verlag, 2006)

Große Auswahl an weiterführender Literatur (z. B. "Thermodynamik im Klartext", D. Dunn (Pearson, 2004) oder "Keine Panik vor der Thermodynamik!", D. Labuhn, O. Romberg (Vieweg+Teubner, 2011) in der Hochschulbibliothek.

• Beschreibung von Wechselgrößen
• Vom Zeigerdiagramm zur komplexen Darstellung von Strömen und Spannungen
• Sinusförmige Ströme und Spannungen an Widerstand, Spule und Kondensator, sowie einfache Netzwerke
• Schwingkreise und Filter
• Beschreibung linearer Schaltungen mit Vierpolparametern 6.Fourierreihenentwicklung
• Dreiphasensysteme

Weißgerber, W., Elektrotechnik für Ingenieure 2, Wiesbaden, Vieweg, 2000

Meins, J., Scheithauer, R., Weidenfeller, H., Frohne, H., Löcherer, K.-H., Müller, H., Moeller Grundlagen der Elektrotechnik, 20. Auflage, Stuttgart, Leipzig, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2005

Elektrische Widerstände

• Statische Auswertung von Widerstandswerten einer
  Charge
• Temperaturkoeffizienten diverser Widerstandarten bestimmen
• Verhalten von nichtlinearen Widerständen (NTC, PTC) untersuchen
• Kennlinie einer Si-Diode aufnehmen und auswerten
• Kennlinien von VDR aufnehmen

Ideale Kondensatoren

• Lade- u. Entladevorgänge messtechnisch aufnehmen und mit Theorie vergleichen
• Übertragungsverhalten von RC-Tiefpässen aufnehmen und graphisch darstellen
• RC-Tiefpässe höherer Ordnung in der Zeit-u. der Frequenzebene untersuchen
• Analyse nicht sinusförmiger Signale

Frequenzabhängige Netzwerke

• Frequenz- und Phasengang eines Wien-Netzwerk messtechnisch aufnehmen
• Rechnen und Messen im dB-Maßstab
• Ersatzschaltbild eines stark verlustbehafteten
• Kondensators durch Messung bestimmen

 Induktivitäten

• Güteverlauf einer Induktivität (mit Eisenkern) bestimmen
• Ersatzschaltbild aus dem Güteverlauf ableiten
• Kupfer- und Kernverluste bestimmen
• Skineffekt, Wicklungskapazität, Streuverluste und Wirbelstromverlustee

 Transistoren

• Kennlinienfeld eines bipolaren Transistors aufnehmen
• Verstärkerschaltung mit den ermittelten
• Tr-Kennwerten berechnen, aufbauen und messtechnisch untersuchen
• Vergleich der Messwerte mit den Vorgabewerten

Siehe Literatur Vorlesungen Elektrotechnik 1und Elektrotechnik 2