Physikalische Größen in Natur und Technik

Studiengänge mit diesem Modul: Bioverfahrenstechnik in Agrar- und Lebensmittelwirtschaft (B.Sc.)

Kurzbeschreibung: In diesem Kursus werden die physikalischen Grundprinzipien und Größen der Natur und Technik (speziell Bioverfahrenstechnik) erlernt. Dabei wird Wert auf ein ganzheitliches Naturverständnis gelegt. Ferner werden die Größen auf biologische und technische Anwendungen und Systeme übertragen.

Lehrinhalte

Einheiten, Größen, Skalare, Vektoren, Operatoren
Grundgesetze der Natur
2.1 Teilchen und Bewegung
2.2 Masse und Ladung
2.3 Impulserhaltung, Drehimpulserhaltung
2.4 Energieerhaltung
Beschleunigungsfelder (Gravitationsfeld und Elektrisches Feld), Maxwellgleichungen, Schrödingergleichung
Licht und Photonen, Einsteingleichung
Wärme und Temperatur, Druck, allgemeines Gasgesetz, Carnot-Kreisprozess
Wasser und Luftfeuchtigkeit, hx-Diagramm, hydraulische Schaltungen
Widerstände und Wirkungsgrad
Quantennatur, Unschärfe, Atommodelle
Prinzipien von bioverfahrenstechnischen Systemen und Geräte
9.1 Membranen, Membranpotential, Elektrophorese etc.
9.2 Muskeln, Sehen, Photosynthese etc.
9.3 Spektrometrie, Kalorimetrie, Zentrifugation etc.

Lernergebnisse / Kompetenzziele: Wissensverbreiterung
Die Studierenden verfügen über ein einheitliches breites Grundwissen bzgl. der physikalischen Grundregeln der Natur und Technik.
Wissensvertiefung
Die Studierenden haben Kenntnisse von speziellen Modellen und Berechnungsverfahren der Physik und können diese auf leichtem Niveau anwenden.
Können - instrumentale Kompetenz
Die Studierenden dieses Moduls können Einheiten, Bilanzierungsgleichungen und Erhaltungssätze der Physik im weiteren Studienverlauf anwenden und interpretieren.
Können - kommunikative Kompetenz
Die Studierenden sind nach erfolgreichem Abschluss des Moduls in der Lage, funktionale Zusammenhänge der Natur und Technik selbst herzuleiten und kritisch Lösungsansätze zu Problemstellungen zu hinterfragen.
Können - systemische Kompetenz
Studierende des Moduls können im Bereich der Bioverfahrenstechnik Funktionen und Prinzipien von Systemen und Geräten darstellen. Sie sind in der Lage sich Funktionen von unbekannten Systemen und Geräten aus Literaturquellen zu erschließen.

Lehr-/Lernkonzept

Workload Dozentengebunden
Std. Workload	Lehrtyp
64	Vorlesungen
6	Übungen
Workload Dozentenungebunden
Std. Workload	Lehrtyp
80	Veranstaltungsvor-/-nachbereitung

Literatur: Lehrbuch Tipler und Mosca: Physik für Wissenschaftler und Ingenieure, Springer Verlag.Feynman Lehrbücher. Skript.

Prüfungsleistung

Bemerkung zur Prüfungsform: Die Ergebnisse der wöchentlichen Tests gehen als Bonuspunkte in die Note der mündlichen Prüfung ein.

Prüfungsanforderungen: Verstehen und Anwendung der in den Vorlesungen, Demonstrationen und Übungen angebotenen Lehrinhalte, aktive Teilnahme an den wöchentlichen Lernstandtests.