این دوره با پوشش گسترده‌ای از مباحث، به شما امکان می‌دهد تا درک جامعی از اصول ترمودینامیک به دست آورید و آن‌ها را در سناریوهای مهندسی واقعی به کار ببرید. در پایان این دوره، شما قادر خواهید بود:

• مفاهیم بنیادی ترمودینامیک را به طور کامل درک کنید، از جمله سیستم‌ها، خواص، حالت‌ها، فرآیندها، و قوانین صفرم، اول، دوم و سوم ترمودینامیک.
• تفاوت میان سیستم‌های ترمودینامیکی مختلف (مانند سیستم‌های بسته، باز و منزوی) را شناسایی کرده و هر یک را به درستی تحلیل کنید.
• با خواص مواد خالص از جمله جدول‌های خواص، نمودارها (مانند نمودار P-V-T) و مدل‌سازی گازهای ایده‌آل و واقعی آشنا شوید و بتوانید با استفاده از آن‌ها مسائل مربوط به بخار و سیالات دیگر را حل کنید.
• قانون اول ترمودینامیک (اصل پایستگی انرژی) را به طور کامل برای سیستم‌های بسته و حجم کنترل (سیستم‌های باز) به کار ببرید و تحلیل انرژی دستگاه‌هایی مانند توربین‌ها، کمپرسورها، نازل‌ها، مبدل‌های حرارتی و پمپ‌ها را انجام دهید.
• قانون دوم ترمودینامیک را درک کرده و مفاهیمی نظیر آنتروپی، بازگشت‌پذیری، برگشت‌ناپذیری، و چرخه کارنو را به صورت عمیق بیاموزید. توانایی تحلیل آنتروپی سیستم‌ها و محاسبه تولید آنتروپی را کسب کنید.
• با چرخه‌های قدرت گاز مانند چرخه اتو، دیزل و برایتون آشنا شوید و کارایی آن‌ها را محاسبه کنید.
• چرخه‌های قدرت بخار از جمله چرخه رانکین ایده‌آل و واقعی را تحلیل کرده و بهبودهای ممکن در این چرخه‌ها را بررسی کنید.
• اصول چرخه‌های تبرید شامل چرخه تبرید تراکمی بخار را فرا بگیرید و کاربرد آن‌ها در سیستم‌های تهویه مطبوع و تبرید را درک کنید.
• با مفاهیم مخلوط‌های گازی و روان‌سنجی آشنا شوید.
• مهم‌تر از همه، مهارت حل مسئله ترمودینامیک را از طریق مثال‌های متعدد و تمرینات کاربردی تقویت کنید، به گونه‌ای که بتوانید مسائل پیچیده مهندسی را با استفاده از اصول فراگرفته شده تجزیه و تحلیل و حل نمایید.

شرکت در این دوره آموزشی مزایای متعددی برای دانشجویان و متخصصین به همراه خواهد داشت که به برخی از آن‌ها اشاره می‌شود:

• تسلط بر مفاهیم بنیادی: شما یک پایه علمی بسیار قوی و مستحکم در ترمودینامیک بنا خواهید کرد که برای ادامه تحصیل در مقاطع بالاتر یا ورود به بازار کار در رشته‌های مرتبط ضروری است.
• کاربرد عملی: دوره بر کاربرد عملی مفاهیم در مسائل مهندسی واقعی تأکید دارد، بنابراین شما تنها تئوری نخواهید آموخت، بلکه نحوه به کارگیری آن را نیز فرا خواهید گرفت. به عنوان مثال، نحوه محاسبه راندمان یک توربین بخار یا ظرفیت برودتی یک یخچال خانگی را خواهید آموخت.
• افزایش توانایی حل مسئله: با حل مسائل متنوع و چالش‌برانگیز، توانایی تحلیلی و مهارت‌های حل مسئله شما به طور قابل توجهی بهبود می‌یابد و اعتماد به نفس شما در مواجهه با مشکلات مهندسی افزایش می‌یابد.
• آمادگی برای بازار کار: دانش ترمودینامیک در صنایع مختلفی از جمله نیروگاه‌ها، نفت و گاز، تهویه مطبوع، خودروسازی، هوافضا و صنایع شیمیایی کاربرد فراوانی دارد. این دوره شما را برای موقعیت‌های شغلی در این حوزه‌ها آماده می‌کند.
• ارتقاء سطح علمی: این دوره برای کسانی که قصد ادامه تحصیل در مقاطع کارشناسی ارشد و دکترا در رشته‌های مرتبط را دارند، به عنوان یک منبع مرجع عالی عمل می‌کند و به تقویت پایه علمی آن‌ها کمک شایانی می‌نماید.
• یادگیری ساختاریافته: مطالب به صورت گام به گام، منطقی و با پرهیز از ابهام ارائه شده‌اند که این امر فرآیند یادگیری را تسهیل می‌کند و از سردرگمی و کج‌فهمی جلوگیری می‌کند.
• محتوای به‌روز: محتوای دوره مطابق با آخرین استانداردها و رویکردهای آموزشی در سال 2021 طراحی شده است که تضمین‌کننده یادگیری مفاهیم نوین و کاربردی است.

برای بهره‌برداری حداکثری از این دوره، داشتن دانش پایه‌ای در برخی زمینه‌ها توصیه می‌شود، هرچند که دوره از صفر شروع می‌شود و مفاهیم بنیادی را پوشش می‌دهد تا اطمینان حاصل شود که همه دانشجویان می‌توانند از آن بهره‌مند شوند:

• فیزیک پایه: آشنایی با مفاهیم اولیه فیزیک مانند انرژی، کار، گرما، دما، فشار و قوانین مکانیک نیوتن. این دانش به شما کمک می‌کند تا اصول ترمودینامیک را با دید فیزیکی بهتری درک کنید.
• ریاضیات پایه: تسلط بر جبر، مثلثات و مفاهیم اولیه حسابان (مانند مشتق و انتگرال). این مباحث برای فهم فرمول‌ها، تحلیل روابط و حل مسائل عددی در ترمودینامیک ضروری هستند.
• علاقه به مهندسی: اشتیاق و علاقه به یادگیری و حل مسائل مهندسی، انگیزه شما را در طول دوره حفظ خواهد کرد و به شما کمک می‌کند تا با پشتکار بیشتری مفاهیم را دنبال کنید.

لازم به ذکر است که نیازی به داشتن پیش‌زمینه قبلی در ترمودینامیک نیست، زیرا این دوره از اصول کاملاً پایه شروع می‌شود و به تدریج به مباحث پیشرفته‌تر می‌پردازد و هر مفهوم را به صورت جامع توضیح می‌دهد.

بخش ۱: مقدمه‌ای بر ترمودینامیک و مفاهیم بنیادی

• تعریف ترمودینامیک و اهمیت آن در علوم و مهندسی.
• مفاهیم اساسی مانند سیستم، محیط، مرز، و انواع سیستم‌های ترمودینامیکی (بسته، باز، منزوی و ایده‌آل).
• خواص، حالت، فرآیند و چرخه ترمودینامیکی.
• تعریف دما و قانون صفرم ترمودینامیک به همراه کاربردهای آن.
• فشار و انواع آن (مطلق، گیج، خلاء) و واحدهای اندازه‌گیری فشار.
• انرژی، انواع انرژی و فرم‌های مختلف آن از جمله انرژی درونی، انرژی پتانسیل و انرژی جنبشی.

بخش ۲: انرژی، انتقال انرژی و قانون اول ترمودینامیک

• مفهوم کار و انواع آن (کار مرزی، کار شفت، کار الکتریکی، کار فنری) و نحوه محاسبه آن‌ها.
• مفهوم گرما و مکانیسم‌های انتقال حرارت (هدایت، همرفت، تابش) و تفاوت‌های کلیدی آن‌ها.
• قانون اول ترمودینامیک برای سیستم‌های بسته (اصل پایستگی انرژی) و تحلیل انرژی درونی و آنتالپی.
• تحلیل فرآیندهای ایزوترمال، ایزوباریک، ایزوخوریک، آدیاباتیک و روابط مربوط به آن‌ها.
• کاربرد قانون اول در مسائل عملیاتی و نمونه‌های واقعی.

بخش ۳: خواص مواد خالص

• فازهای ماده (جامد، مایع، گاز) و فرآیندهای تغییر فاز (تبخیر، چگالش، ذوب، انجماد).
• نقاط مهم در نمودارهای فازی (نقطه سه‌گانه، نقطه بحرانی) و اهمیت آن‌ها.
• استفاده از جداول خواص ترمودینامیکی بخار آب و سایر سیالات و روش‌های استخراج داده.
• تحلیل نمودارهای P-v, T-v, P-T و درک روابط بین خواص.
• معادلات حالت برای گازهای ایده‌آل و واقعی (مانند معادله وان دروالس، معادله ردلیش-کوانگ).
• مفهوم فاکتور تراکم‌پذیری و کاربرد آن برای گازهای واقعی.

بخش ۴: تحلیل انرژی حجم‌های کنترل (سیستم‌های باز)

• معادله بقای جرم برای جریان پایدار و ناپایدار و کاربردهای آن در سیستم‌های با جریان.
• معادله بقای انرژی برای حجم‌های کنترل (معادله انرژی جریان پایدار) و اشتقاق آن.
• تحلیل انرژی در دستگاه‌های جریان پایدار مانند نازل‌ها و دیفیوزرها، توربین‌ها و کمپرسورها، پمپ‌ها و فن‌ها، مبدل‌های حرارتی، شیرهای گلوگاهی.
• مثال‌های کاربردی از سیستم‌های واقعی و نحوه مدل‌سازی آن‌ها.

بخش ۵: قانون دوم ترمودینامیک و آنتروپی

• مقدمه و دلایل نیاز به قانون دوم ترمودینامیک و محدودیت‌های قانون اول.
• بیان‌های کلوین-پلانک و کلاوزیوس از قانون دوم و هم‌ارزی آن‌ها.
• ماشین‌های حرارتی، یخچال‌ها و پمپ‌های حرارتی و محاسبه ضریب عملکرد آن‌ها.
• چرخه کارنو و اصول کارنو (بیشترین راندمان ممکن).
• تعریف آنتروپی به عنوان یک خاصیت و مفهوم آن.
• افزایش آنتروپی و مفهوم برگشت‌ناپذیری و دلایل آن.
• آنتروپی سیستم‌های ایده‌آل و واقعی و نحوه محاسبه تغییرات آنتروپی.
• تحلیل آنتروپی برای سیستم‌های بسته و حجم‌های کنترل و محاسبه تولید آنتروپی.

بخش ۶: چرخه‌های قدرت گاز

• مروری بر چرخه‌های ایده‌آل و مفروضات آن‌ها.
• چرخه اتو (مدل ایده‌آل موتورهای بنزینی) و تحلیل راندمان آن بر اساس نسبت تراکم.
• چرخه دیزل (مدل ایده‌آل موتورهای دیزلی) و مقایسه با چرخه اتو از نظر راندمان.
• چرخه برایتون (مدل ایده‌آل توربین‌های گازی) و تحلیل اجزای آن (کمپرسور، محفظه احتراق، توربین).
• چرخه برایتون با بازسازی، بین‌سرمایش و گرمایش مجدد برای افزایش راندمان.
• کاربردهای عملی چرخه‌های قدرت گاز در صنایع مختلف.

بخش ۷: چرخه‌های قدرت بخار و ترکیبی

• چرخه رانکین ایده‌آل (مدل نیروگاه‌های بخار) و اجزای آن (پمپ، دیگ بخار، توربین، کندانسور).
• انحرافات از چرخه رانکین ایده‌آل و تأثیرات آن‌ها بر راندمان (افت فشار، افت حرارتی).
• روش‌های بهبود چرخه رانکین (گرمایش مجدد بخار، استفاده از گرم‌کن‌های احیایی).
• چرخه‌های ترکیبی گاز و بخار برای دستیابی به راندمان‌های بسیار بالا.
• تحلیل ترمودینامیکی نیروگاه‌های حرارتی واقعی و بهینه‌سازی آن‌ها.

بخش ۸: چرخه‌های تبرید و پمپ حرارتی

• مقدمه و اصول تبرید و تعریف ضریب عملکرد (COP).
• چرخه تبرید تراکمی بخار ایده‌آل و اجزای آن (اواپراتور، کمپرسور، کندانسور، شیر انبساط).
• انحرافات از چرخه تبرید تراکمی بخار و عوامل مؤثر بر عملکرد.
• سیستم‌های تبرید چند مرحله‌ای برای کاربردهای خاص.
• پمپ‌های حرارتی و کاربردهای آن‌ها در گرمایش و سرمایش ساختمان‌ها.
• انتخاب مبردها و ملاحظات زیست‌محیطی (مانند پتانسیل تخریب لایه ازن و گرمایش جهانی).

بخش ۹: روابط خواص ترمودینامیکی

• مروری بر روابط ریاضیاتی بین خواص ترمودینامیکی.
• معادلات ماکسول و نحوه اشتقاق و کاربرد آن‌ها.
• روابط خواص داخلی (dU, dH, dS) و ارتباط آن‌ها با خواص قابل اندازه‌گیری.
• ضریب ژول-تامسون و کاربردهای آن در مهندسی.
• محاسبه خواص ترمودینامیکی با استفاده از معادلات حالت پیشرفته.

بخش ۱۰: مخلوط‌های گازی و روان‌سنجی

• قوانین دالتون و آماگات برای مخلوط‌های گازی ایده‌آل و محاسبه خواص مخلوط.
• تعریف مخلوط‌های گاز-بخار (هوا-بخار آب).
• مفاهیم رطوبت نسبی و مطلق، نقطه شبنم، و دمای حباب خشک و تر.
• استفاده از نمودار روان‌سنجی (سایکرو متریک) برای تحلیل فرآیندهای مربوط به هوا.
• فرآیندهای روان‌سنجی (سرمایش، گرمایش، رطوبت‌زنی، رطوبت‌زدایی) و کاربرد آن‌ها در سیستم‌های تهویه مطبوع.

بخش ۱۱: مقدمه‌ای بر واکنش‌های شیمیایی (مباحث پیشرفته و کاربردی)

• سوخت‌ها و احتراق و انواع مختلف سوخت‌ها.
• آنتالپی تشکیل و آنتالپی احتراق و نحوه محاسبه آن‌ها.
• مفهوم نقطه شبنم محصولات احتراق.
• کاربرد قانون اول ترمودینامیک برای سیستم‌های واکنش‌دهنده.
• مقدمه‌ای بر آنتروپی و قانون دوم برای واکنش‌های شیمیایی.