Selbstdarstellung

Aufgaben und Ziele der Fachgruppe Thermodynamik

I. Ziele

Thermodynamik ist eine der wichtigsten Basisdisziplinen des Chemieingenieurwesens und der Verfahrenstechnik. Gegenstand der Thermodynamik sind die wissenschaftlichen Grundlagen von Prozessen zur Energie- und Stoffumwandlung und damit eng verbunden die Erforschung und Beschreibung der thermophysikalischen Eigenschaften von Stoffen und von Stoffgemischen. Die Fachgruppe Thermodynamik ist ein Gremium von Experten aus Hochschulen und Industrie, das sich zum Ziel gesetzt hat, durch gegenseitige Information, Erfahrungsaustausch und Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses Forschung und Lehre in der Thermodynamik zu stärken. Ein besonderes Anliegen der Fachgruppe ist es, einerseits eine Brücke zu den Naturwissenschaften zu schlagen und andererseits thermodynamische Fragestellungen aus allen Fachgebieten der Ingenieurwissenschaften, vorzugsweise aus dem Chemie- und Bioingenieurwesen, sowie der Energie- und Verfahrenstechnik aufzugreifen und zu bearbeiten.
Das Forum der Fachgruppe ist das Thermodynamik-Kolloquium, das einmal jährlich gemeinsam mit der Fachgruppe Thermodynamik der VDI-Gesellschaft Energietechnik ausgerichtet wird.

 

II. Schnittstellen zu anderen Gremien

Aufgrund ihres Charakters als Basisdisziplin ergeben sich naturgemäß für die Thermodynamik eine Vielzahl von Schnittstellen zu anderen Gremien innerhalb und außerhalb von ProcessNet. Besonders ausgeprägt sind die Verbindungen zu Fachgremien, die sich mit Wärme- und Stoffübertragung, thermischer Trenntechnik, Mehrphasenströmungstechnik sowie Energie- und Umweltverfahrenstechnik beschäftigen. Darüber hinaus existieren jedoch auch zunächst weniger offensichtliche Verbindungen zu einigen Fachgebieten der Partikeltechnik, der Materialwissenschaften und der Biotechnologie, die besonders interessante Zukunftsperspektiven im Hinblick auf die Gestaltung neuer Produkte und Verfahren bieten. Die Schnittstelle zur Biologie bzw. zur Biotechnologie wird insbesondere im Arbeitskreis Biothermodynamik behandelt.

 

III. Arbeitsschwerpunkte

  • Thermodynamische Stoffdaten
    Stoffdaten von reinen Stoffen und von Gemischen, insbesondere von mehrphasigen Vielkomponentensystemen im gesamten technisch relevanten Druck- und Temperaturbereich sind die Grundlage zur Auslegung von Prozessen der thermischen Trenntechnik sowie der Energie- und Umweltverfahrenstechnik. In den letzten Jahren haben dabei Stoffsysteme mit Polymeren, Biomolekülen und strukturbildenden, selbstorganisierenden Systemen an Bedeutung gewonnen. Im Mittelpunkt der Stoffdatenforschung stehen die Generierung von präzisen Messdaten sowie die Entwicklung geeigneter Berechnungsmethoden, wie z.B. von Zustandsgleichungen, gE-Modellen oder von Werkzeugen zur molekulardynamischen Simulation.
  • Thermodynamische Prozesse
    Hierunter fällt die Bereitstellung thermodynamischer Grundlagen für alle Prozesse der Produktgestaltung, der Stoff- und Energiewandlung sowie von Methoden zur Bewertung der Energieeffizienz. Als Beispiele seien Verfahren zur Erzeugung von mikro- bzw. nanostrukturieren Produkten mit Hilfe von Phasenübergängen aber auch Verbrennungsprozesse erwähnt.
  • Entwicklung von Messmethoden
    Zur Analyse von komplexen Stoffsystemen oder von transienten Vorgängen werden neue Messverfahren entwickelt, die oftmals eine Kombination mehrerer optischer oder spektroskopischer Messprinzipien, verbunden mit entsprechenden Auswertungsalgorithmen darstellen.
  • Grundlagen und didaktische Fragestellungen
    Hierunter fallen insbesondere die Anwendung thermodynamischer Methoden in neuen Arbeitsfeldern sowie die Diskussion neuer didaktischer Konzepte zur Vermittlung thermodynamischer Lehrinhalte.

 

IV. Zukünftige Themenfelder

Zukünftige Technologien werden darauf ausgerichtet sein, globale Probleme, die sich abzeichnen, zu entschärfen und umweltgerechte, wirtschaftliche Lösungen zu entwickeln. Solche Probleme sind beispielsweise:

  • die Klimaproblematik (Treibhauseffekt und Ozonabbau) verbunden mit den knapper werdenden Ressourcen in der Energie-, Rohstoff- und Trinkwasserversorgung und die zunehmende Umweltverschmutzung,
  • die Ernährung und die Gesundheit einer schnell wachsenden Weltbevölkerung unter der Randbedingung begrenzter Ressourcen in der Biosphäre.

Zur Lösung dieser Probleme kann die Thermodynamik erhebliche Beiträge leisten, beispielsweise durch Bereitstellen von Stoffdaten und von Methoden zur Analyse komplexer Zusammenhänge und zur Bewertung der Energie- und Ressourceneffizienz neuer Produktionsverfahren.
Als zukünftige Themenfelder gelten beispielsweise die CO 2 -arme bzw. CO 2 -neutrale Energiewandlung, die nachhaltige Chemie, die Mikro- und Nanotechnologie, die Pharma- und Medizintechnik oder die Bioprozesstechnik.

April 2007

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