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| Detailinformationen |
| Quellcurriculum |
Bachelorstudium Medical Engineering 2025W |
| Lernergebnisse |
Kompetenzen |
- Studierende sind in der Lage biologische Transportprozesse, basierend auf deren physikalischen Grundlagen zu verstehen, quantitativ zu beschreiben und nach angemessenen Kriterien zu bewerten.
- Die Lernenden können zur Erfassung von Transportvorgängen geeignete messtechnische Verfahren auswählen, verstehen diese Verfahren und können deren Ergebnisse analysieren und interpretieren.
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| Fertigkeiten |
Kenntnisse |
- Berechnung, Analyse und Bewertung von thermodynamischen Zustandsänderungen. (k1-k5)
- Berechnung, Analyse und Bewertung von Diffusionsprozessen. (k1-k5)
- Berechnung, Analyse und Bewertung von laminaren und turbulenten Strömungen. (k1-k5)
- Berechnung, Analyse und Bewertung elektrophysiologischer Vorgänge. (k1-k5)
- Verständnis und Auswahl von Messverfahren. (k1-k5)
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- Thermodynamische Grundlagen: Zustandsgrößen, thermodynamisches System und Umgebung, thermodynamisches und thermisches Gleichgewicht, Hauptsätze der Thermodynamik, Definition der Temperatur und der Entropie, thermodynamische Potentiale, Zustandsgleichung (des idealen Gases), Gesetz von Boyle-Mariotte, 1. und 2. Gesetz von Gay-Lussac, Gesetz von Avogadro und Avogadro-Zahl, Gesetz der Partialdrücke/ Dalton-Gesetz, Prozess und Zustandsänderung, quasistatische und nichtstatische Zustandsänderungen, Perpetuum mobile erster und zweiter Art, Wärmekapazitäten, Wärmekraftmaschine, (Carnotscher) Kreisprozess, Wirkungsgrad, Grundumsatz des Menschen, reversible und irreversible Prozesse
- Grundbegriffe der Strömungsmechanik wie z.B. Euler´sche Betrachtungsweise, Feldgrößen, stationäre und instationäre Strömungen, Stromlinie, Streichlinie, Teilchenbahn, Stromröhre, Stromfaden
- Stationäre Massenbilanz, Impulsbilanz und Leistungsbilanz (für Stromfäden und 3D Strömungen)
- Bernoulli-Gleichung
- Viskosität
- Newton´sche und nicht-Newton´sche Fluide mit Blut als konkretem Beispiel
- Dimensionslose, strömungsmechanische Kennzahlen wie z.B. die Reynoldszahl
- Dimensionsanalyse
- Ruhende Fluide und barometrische Höhenformel
- Kontaktwinkel (Gleichung nach Young), Oberflächenspannung, Grenzflächenspannung
- Kapillarität, Laplace-Druck, kapillares Steigen und Fallen
- Navier-Stokes Gleichungen und Beispiele für exakte Lösungen dieser
- Laminare Rohrströmung (Gesetz von Hagen-Poiseuille und Poiseuille-Strömung)
- Ausgebildete Scherströmung (Couette-Strömung)
- 1. und 2. Stoke´sches Problem
- Diffusion und Brown´sche Bewegung
- Gesetz von Stokes
- Fick’sche Gesetze und Verallgemeinerungen dieser
- Nernst-Planck-Gleichung und das Axon
- Goldman-Gleichungen und das Umkehrpotential
- Strömungsmesstechnik: Messung von Drücken, Geschwindigkeiten/Turbulenz und Strömen durch die Zellmembran/Zelle
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| Beurteilungskriterien |
Mitarbeit
Übungsbeispiele
Schriftliche und mündliche Prüfungen
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| Lehrmethoden |
Gemeinsames Erarbeiten des Stoffes mit Hilfe einer Kombination aus Vorträgen, Lösen von Übungsbeispielen durch die Studierenden, Gruppendiskussionen und Anwendungsbeispielen
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| Abhaltungssprache |
Deutsch; auf Wunsch der Studierenden auch Englisch |
| Literatur |
Skript zur Lehrveranstaltung mit weiterführenden Literaturhinweisen erhältlich
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| Lehrinhalte wechselnd? |
Nein |
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