Technische Thermodynamik Eine Einführung in die Thermo- und Gasdynamik

For if you will have a tree bear more fruit than it hath used to do, it is not anything you can do to the boughs, but it is the stirring of the earth and putting new mould about the roots that must work it. Francis Bacon Wozu ein neues Buch tiber Technische Thermodynamik angesichts der fast untiberseh­ baren Vielzahl von Btichern tiber dieses Thema, die zur Zeit irn Umlauf sind? Eine be­ friedigende Antwort auf diese berechtigte Frage kann dem Leser irn Grunde nur die vollstiindige Lektiire dieses Buches geben. Trotzdem will ich kurz die wichtigsten Mo­ tive und Ziele andeuten, die mich dazu gebracht haben, das Buch zu schreiben. Den entscheidenden AnstoB zum Schreiben gab mir eine Vorlesung "Einflihrung in die Fluid- und Thermodynamik", die ich mehrmals flir Studenten der Regelungstechnik an der Technischen Hochschule Darmstadt gehalten habe. Was die Fluidmechanik betrifft, habe ich den Studenten mein Buch "Technische Stromungslehre" (5. Aufl. 1982, B. G. Teubner) und die mit E. Pi!tz gemeinsam verfaBten "Obungen zur Technischen Stro­ mungslehre" (3. Aufl. 1984, B. G. Teubner) empfohlen. Auf die "Technische Stro­ mungslehre" beziehe ich mich ofters in dem vorliegenden Buch, das in verschiedener Hinsicht als deren Fortsetzung verstanden werden kann, so wie auch in der erwahnten Vorlesung die Thermodynamik ohne Bruch an die Fluidmechanik anschioB und aufviel­ fache Weise mit dieser verflochten wurde, vor allem bei der Behandlung von Gasstro­ mungen und Stromungsmaschinen.

1 Grundbegriffe und Definitionen der Thermodynamik.- 2 Einfache mathematische Hilfsmittel.- 3 Entropie, innere Energie und Temperatur.- 3.1 Irreversibilität und empirische Entropie.- 3.2 Innere Energie.- 3.3 Wärmemenge.- 3.4 Thermisches Gleichgewicht, empirische Temperatur.- 3.5 Ideales Gas, absolute Temperatur.- 3.6 Metrische Entropie.- 3.7 Einfache thermodynamische Relationen.- 3.8 Zusammengesetzte Systeme.- 3.9 Mischungen idealer Gase.- 4 Kreisprozesse.- 4.1 Wärmekraftmaschinen, Carnotscher Wirkungsgrad.- 4.2 Wärmepumpen.- 4.3 Verbrennungskraftmaschinen.- 4.4 Stirling- und Jouleprozeß.- 4.5 Das Temperatur-Entropie-Diagramm.- 4.6 Maximale Arbeit.- 5 Stationäre Fadenströmung.- 5.1 Übertragung der thermodynamischen Gesetze auf bewegte Gase.- 5.2 Isentrope Strömung.- 5.3 Ausströmen aus einem Kessel, Lavaldüse.- 5.4 Schallgeschwindigkeit und Machzahl.- 5.5 Verdichtungsstoß.- 5.6 Strömung durch Düsen.- 5.7 Rohrströmung mit Wärmezufuhr.- 5.8 Rohrströmung mit Krafteinwirkung.- 5.9 Isotherme und adiabate Rohrströmung.- 5.10 Reibungsverluste.- 5.11 Strahltriebwerk.- 5.12 Exergie.- 6 Anwendungen auf Strömungsmaschinen.- 6.1 Axiale Strömungsmaschinen.- 6.2 Radiale Strömungsmaschinen.- 7 Aufgaben und Lösungen.- Ergänzende und weiterführende, deutschsprachige Literatur.