Technische Thermodynamik, 1972 Studienbuch für Studenten des Maschinenbaus und der Elektrotechnik ab 1. Semester uni-texte Series

Die Fülle der im In- und Ausland zur Technischen Thermodynamik erschienenen Bücher könnte nur schwer ein weiteres Lehrbuch zu diesem Thema rechtfertigen. Dieses Studienbuch ist deshalb auch betont als Vorlesungsbegleiter konzipiert. Es soll dem Studenten das Mitschreiben ersparen, bietet also in knapper stichwort­ artiger Notierung die in der Vorlesung vermittelten Informationen. Dadurch wird der Leser auch nicht so leicht zum "Vorauslesen" verführt, hat aber jederzeit die Möglichkeit, das schon Verstandene nachzuschlagen und zu repetieren. Die Litera­ turhinweise am Ende eines jeden Abschnitts sollen zur weiteren Vertiefung des Stoffes anregen. Die Auswahl des Stoffes entspricht etwa dem Inhalt der an deut­ schen Hochschulen gehaltenen Einführungsvorlesungen in die Technische Thermo­ dynamik. Im Vergleich zu bekannten Lehrbüchern wurden die quasistatisch poly­ tropen Zustandsänderungen mit Rücksicht auf viele technische Problemstellungen etwas ausführlicher behandelt. Einer anschaulichen, insbesondere den Ingenieur ansprechenden Darstellung wurde - wo immer es ohne allzu schwerwiegende Einbußen an genauer Begriffsbestimmung möglich war - der Vorzug gegeben. Speziell bei der Einführung des zweiten Haupt­ satzes wurde zunächst eine anschauliche Interpretation statistischer Gedankengänge versucht und darauf aufbauend die Aussagen des zweiten Hauptsatzes in Anlehnung an die Formulierungen von R. Haase (Thermodynamik der irreversiblen Prozesse) postuliert.

1. Grundbegriffe.- 1.1 Thermodynamisches System.- 1.2 Zustand und Zustandsgrößen; Prozeß.- 1.3 Natürliche Vorgänge und Gleichgewicht; Temperatur.- 1.4 Nullter Hauptsatz.- 1.5 Temperaturfixpunkte und empirische Temperaturskala.- 2. Der Erste Hauptsatz der Thermodynamik (Energieerhaltungsprinzip).- 2.1 Arbeit am geschlossenen System.- 2.2 Innere Energie und Wärme.- 2.3 Erster Hauptsatz für ein geschlossenes System.- 2.4 Erster Hauptsatz für ein offenes System.- 2.5 Stationärer Fließprozeß.- 3. Zustandsgleichungen und Zustandsänderungen.- 3.1 Zustandseigenschaften einfacher Körper.- 3.1.1 Beziehung zwischen ?, ? und ?.- 3.2 Thermische Zustandsgleichung idealer Gase.- 3.3 Kalorische Zustandsgleichung.- 3.4 Nichtstatische und quasistatische Zustandsänderungen.- 3.5 Quasistatische Zustandsänderungen in geschlossenen homogenen Systemen.- 3.5.1 Quasistatische Zustandsänderung bei konstantem Volumen (Isochore).- 3.5.2 Quasistatische Zustandsänderung bei konstantem Druck (Isobare).- 3.5.3 Quasistatische Zustandsänderung bei pV = konst.- 3.5.4 Quasistatische Zustandsänderung mit dq + dwR = 0 (Isentrope).- 3.5.5 Polytrope Zustandsänderung.- 3.6 Quasistatische Zustandsänderungen bei stationären Fließprozessen.- 3.6.1 * v dp bei speziellen quasistatischen Zustandsänderungen.- 4. Kreisprozesse.- 4.1 Kreisprozesse in geschlossenen Systemen.- 4.1.1 Rechtslaufender Camotscher Kreisprozeß mit id. Gas konst. spez. Wärmekapazität.- 4.1.2 Linkslaufender Camotscher Kreisprozeß.- 4.1.3 Umkehrung des Camotschen Kreisprozesses.- 4.2 Kreisprozesse als Folge von stationären Fließprozessen.- 5. Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik.- 5.1 Umkehrbare und nichtumkehrbare Prozesse.- 5.2 Statistische Deutung des adiabaten Druckausgleichs.- 5.3 Statistische Energieverteilung.- 5.4 Wahrscheinlichkeit und Entropie.- 5.5 Temperatur.- 5.6 Postulierung des zweiten Hauptsatzes.- 5.7 Zusammenhang zwischen Wärmeaustausch und Entropieänderung.- 5.8 Entropie einfacher Stoffe.- 5.8.1 Entropie idealer Gase.- 5.8.2 Entropie beliebiger Stoffe, deren Zustand durch zwei unabhängige Zustandsgrößen eindeutig bestimmt ist.- 5.9 T,s-Diagramm für einfache Stoffe.- 5.9.1 Darstellung von Prozeßgrößen im T,s-Diagramm.- 5.10 Molller h,s-Diagramm für einfache Stoffe.- 5.11 Natürliche Vorgänge und Gleichgewicht.- 5.12 Umwelt und Energieumwandlung.- 5.13 Exergie und Anergie.- 5.13.1 Stationäre Fließprozesse; Wärmeaustausch nach außen nur mit der Umgebung.- 5.13.2 Stationärer Fließprozeß mit beliebigem Wärmeaustausch.- 5.13.3 Exergie geschlossener Systeme (maximale Arbeit).- 6. Zustandsgleichungen realer Gase.- 6.1 Zustandsgleichungen nach Van der Waals (1873).- 6.2 Weitere Zustandsgleichungen.- 6.2.1 Beattie-Bridgeman-Gleichung.- 6.2.2 Benedict-Webb-Rubin-Gleichung.- 6.2.3 Virialkoeffizienten.- 6.2.4 Wasserdampfformeln.- 6.3 Berechnung kalorischer Zustandsgrößen bei bekannter Zustandsgleichung.- 6.4 Zweiphasengebiete.- 6.4.1 Clapeyron-Clausius-Gleichung.- 6.5 Verdampfung.- 6.5.1 Der Verdampfungsvorgang.- 6.5.2 Quasistatische Zustandsänderungen vom Naßdampf.- 6.6 Mollier h,s-Diagramm für Wasserdampf.- 6.7 Joule-Thomson-Effekt; Grundlagen der Gasverflüssigung.- 6.7.1 Gasverflüssigungsverfahren nach Linde.- 7. Gemische und Mischungsprozesse.- 7.1 Gemische.- 7.1.1 Gemische idealer Gase.- 7.2 Adiabate Mischung idealer Gase (geschlossenes System).- 7.3 Stationärer und adiabater Mischungsprozeß.- 7.4 Feuchte Luft.- 7.4.1 Zustandsgrößen feuchter Luft.- 7.4.2 Mollier h,x-Diagramm für feuchte Luft.- 7.4.3 Stationäre und adiabate Mischungsvorgänge mit feuchter Luft.- 7.4.4 Stationäre Mischung mit Wärmezufuhr.- 7.4.5 Stationäre und adiabate Zumischung von reinem Wasser bzw. Wasserdampf.- 8. Stationäre Verbrennungsprozesse.- 8.1 Mengenbilanz.- 8.1.2 Oxidationsverhältnis ? und Verbrennungsgasverhältnis ?.- 8.2 Energiebilanz.- 8.2.1 Adiabate Verbrennungstemperatur.- 8.3 Entropiebilanz und Irreversibilität der Verbrennung.- 8.3.1 Exergieverlust bei adiabater Verbrennung.- 9. Strömungs- und Arbeitsprozesse.- 9.1 Beliebige Expansion bzw. Kompression mit quasistatischer polytroper Zustandsänderung.- 9.2 Verzögerte und beschleunigte stationäre Strömungsvorgänge ohne Arbeitsleistung.- 9.3 Stationäre Strömung konstanten Querschnitts mit Wärmeaustausch.- 9.4 Adiabate Strömungsprozesse.- 9.4.1 Strömungsquerschnitte.- 9.4.2 Der senkrechte Verdichtungsstoß.- 9.4.3 Schwacher Stoß; Schallgeschwindigkeit.- 9.5 Arbeitsprozesse mit adiabater Expansion oder Kompression.- 9.6 Isotherme Kompression (bzw. Expansion).- 9.7 Mehrstufige Kompression.- 10. Energieumwandlung Wärme-Arbeit.- 10.1 Thermodynamische Mitteltemperatur beim isobaren Wärmeaustausch (Mittlere Wärmezufuhrtemperatur bzw. Wärmeabfuhrtemperatur).- 10.2 Dampfkraftprozeß.- 10.2.1 Einfache Dampfkraftanlage.- 10.2.2 Zwischenüberhitzung.- 10.2.3 Speisewasservorwärmung.- 10.3 Gasturbinenprozesse.- 10.3.1 Geschlossener Gasturbinenprozeß.- 10.3.2 Geschlossener Gasturbinenprozeß mit Wärmeaustausch.- 10.3.3 Einfacher offener Gasturbinenprozeß.- 10.3.4 Prinzip des Strahltriebwerkes.- Sachwortverzeichnis.