Thermodynamik: Eine Einführung in Die Grundlagen Und Ihre Technischen Anwendungen

ISBN-13: 9783642533570 / Niemiecki / Miękka / 1966 / 446 str.

Hans Dieter Baehr; Hans Dieter Baehr

Spis treści

1. Allgemeine Grundlagen.- 1.1 Thermodynamik.- 1.11 Von der historischen Entwicklung der Thermodynamik.- 1.12 Was ist Thermodynamik?.- 1.2 System und Zustand.- 1.21 Das thermodynamische System.- 1.22 Gleichgewichtszustände und Zustandsgrößen.- 1.23 Intensive, extensive, spezifische und molare Zustandsgrößen.- 1.24 Einfache Systeme.- 1.3 Temperatur.- 1.31 Das thermische Gleichgewicht.- 1.32 Nullter Hauptsatz und Temperatur.- 1.33 Thermometer und empirische Temperaturskalen.- 1.34 Die Temperaturskala des idealen Gasthermometers. Celsius-Skala.- 1.35 Die thermische Zustandsgleichung.- 1.4 Der thermodynamische Prozeß.- 1.41 Prozeß und Zustandsänderung.- 1.42 Nichtstatische und quasistatische Zustandsänderungen.- 1.43 Natürliche Prozesse.- 1.44 Reversible und irreversible Prozesse.- 1.45 Der 2. Hauptsatz der Thermodynamik als Prinzip der Irreversibilität.- 1.46 Quasistatische Zustandsänderungen und irreversible Prozesse.- 1.47 Stationäre Fließprozesse in offenen Systemen.- 1.48 Der Impulssatz.- 2. Der 1. Hauptsatz der Thermodynamik.- 2.1 Arbeit.- 2.11 Mechanische Arbeit und mechanische Energie.- 2.12 Volumenänderungsarbeit.- 2.13 Reibungsarbeit.- 2.14 Arbeit bei reversiblen und irreversiblen Prozessen einfacher Systeme.- 2.15 Arbeit bei nicht einfachen Systemen.- 2.2 Der 1. Hauptsatz für geschlossene Systeme.- 2.21 Innere Energie.- 2.22 Wärme.- 2.23 Formulierungen des 1. Hauptsatzes für geschlossene Systeme.- 2.24 Innere Energie, Wärme und Arbeit.- 2.25 Die kalorische Zustandsgleichung.- 2.26 Die kalorische Zustandsgleichung idealer Gase.- 2.3 Der 1. Hauptsatz für offene Systeme.- 2.31 Technische Arbeit und Leistung.- 2.32 Der 1. Hauptsatz für stationäre Fließprozesse.- 2.33 Instationäre Prozesse in offenen Systemen. Strömungsenergie.- 2.34 Technische Arbeit und Reibungsarbeit.- 2.35 Enthalpie.- 2.4 Der 1. Hauptsatz für Kreisprozesse.- 2.41 Der 1. Hauptsatz für Kreisprozesse.- 2.42 Kreisprozesse mit stationär umlaufendem Medium.- 2.43 Die Wärmekraftmaschine.- 2.44 Der Carnot-Prozeß.- 3. Der 2. Hauptsatz der Thermodynamik.- 3.1 Reversible und irreversible Prozesse.- 3.11 Verschiedene Formulierungen des Prinzips der Irreversibilität.- 3.12 Bedingungen für reversible Prozesse. Innere und äußere Reversibilität.- 3.13 Reversible und irreversible Prozesse adiabater Systeme.- 3.2 Entropie und thermodynamische Temperatur.- 3.21 Die quantitative Formulierung des 2. Hauptsatzes.- 3.22 Die Definition der Entropie.- 3.23 Eigenschaften der Entropie für adiabate Systeme.- 3.24 Die thermodynamische Temperatur.- 3.25 Entropie und 2. Hauptsatz.- 3.26 Die Entropie nicht einfacher Systeme.- 3.3 Entropie und Wärme.- 3.31 Entropie und 1. Hauptsatz für Prozesse mit quasistatischen Zustandsänderungen.- 3.32 Entropieströmung und Entropieerzeugung.- 3.33 Das T, s-Diagramm.- 3.4 Die Anwendung des 2. Hauptsatzes auf Energieumwandlungen: Exergie und Anergie.- 3.41 Die beschränkte Umwandelbarkeit der Energie.- 3.42 Der Einfluß der Umgebung auf die Energieumwandlungen.- 3.43 Exergie und Anergie.- 3.44 Die Berechnung von Exergie und Anergie.- 3.45 Die Berechnung von Exergieverlusten.- 3.46 Exergie-Anergie-Flußbilder. Exergetische Wirkungsgrade.- 3.47 Heizen und Kühlen als thermodynamische Grundaufgaben.- 4. Thermodynamische Eigenschaften reiner Stoffe.- 4.1 Die thermischen Zustandsgrößen reiner Stoffe.- 4.11 Die p, v, T-Fläche.- 4.12 Dasp, T-Diagramm.- 4.13 Die thermische Zustandsgleichung der Gasphase.- 4.14 Die thermische Zustandsgleichung für Flüssigkeiten.- 4.15 Die heterogenen Zustandsgebiete.- 4.2 Das Naßdampfgebiet.- 4.21 Nasser Dampf.- 4.22 Die Dampfdruckkurve.- 4.23 Dampfgehalt und spez. Volumen.- 4.24 Spez. Entropie und spez. Enthalpie.- 4.25 Die Gleichung von Clausius-Clapeyron.- 4.26 Dampftafeln.- 4.3 Zustandsdiagramme realer Gase.- 4.31 Das T,s-Diagramm.- 4.32 Das i, s-Diagramm. Exergiediagramme.- 4.33 Das p, i-Diagramm.- 4.4 Die Bestimmung der kalorischen Zustandsgrößen realer Gase.- 4.41 Die Enthalpie als Funktion von p und T.- 4.42 Die Druckabhängigkeit der spez. Wärmekapazität cp.- 4.43 Die Entropie als Funktion von p und T.- 4.44 Die Drosselung realer Gase.- 4.5 Der feste Zustand.- 4.51 Schmelzen und Erstarren.- 4.52 Sublimieren.- 4.53 Die spez. Wärmekapazität fester Körper.- 5. Ideale Gase, Gas- und Gas-Dampf-Gemische.- 5.1 Ideale Gase.- 5.11 Thermische und kalorische Zustandsgleichung.- 5.12 Die allgemeine Gaskonstante.- 5.13 Normzustand und Normkubikmeter.- 5.14 Die Malwärmen idealer Gase.- 5.15 Mittlere spez. Wärmekapazitäten.- 5.16 Isentrope Zustandsänderungen idealer Gase.- 5.2 Gemische idealer Gase.- 5.21 Masse- und Malanteile. Partialdrcke.- 5.22 Das Gesetz von Dalton.- 5.23 Partialvolume. Volumenanteile.- 5.24 Die kalorischen Zustandsgrößen.- 5.25 Die Entropie des Gasgemisches.- 5.26 Die Irreversibilität des Mischungsprozesses.- 5.3 Gas-Dampf-Gemische. Feuchte Luft.- 5.31 Allgemeines.- 5.32 Der Sättigungsdruck des Dampfes.- 5.33 Der Taupunkt.- 5.34 Feuchte Luft.- 5.35 Der Wassergehalt feuchter Luft.- 5.36 Absolute und relative Feuchte.- 5.37 Das spez. Volumen feuchter Luft.- 5.38 Die spez. Enthalpie feuchter Luft.- 5.4 Das i,x-Diagramm für Gas-Dampf-Gemische.- 5.41 Das Gebiet der ungesättigten feuchten Luft.- 5.42 Das Nebelgebiet.- 5.43 Änderung des Gesamtdrucks.- 5.44 i, x-Diagramme für andere Gas-Dampf-Gemische.- 6. Prozesse in offenen Systemen.- 6.1 Strömungsprozesse.- 6.11 Wärmezufuhr und Wärmeabfuhr.- 6.12 Vernachlässigung der kinetischen Energie.- 6.13 Erwärmung und Abkühlung feuchter Luft.- 6.2 Adiabate Strömungsprozesse.- 6.21 Allgemeine Gleichungen.- 6.22 Beschleunigte Strömung. Strömungswirkungsgrade.- 6.23 Verzögerte Strömung.- 6.24 Adiabate Rohrströmung.- 6.25 Der gerade Verdichtungsstoß.- 6.3 Strömungsprozesse mit isentroper Zustandsänderung.- 6.31 Die Schallgeschwindigkeit.- 6.32 Querschnittsflächen bei reibungsfreier Düsen- und Diffusorströmung.- 6.33 Der Sonderfall des idealen Gases.- 6.34 Strömungszustand in einer nicht erweiterten Düse bei verändertem Gegendruck.- 6.35 Strömungszustand in einer erweiterten (Laval-)Düse bei verändertem Gegendruck.- 6.4 Mischungsprozesse.- 6.41 Masse-, Energie- und Entropie-Bilanzen.- 6.42 Mischung zweier Ströme feuchter Luft.- 6.43 Zusatz von Wasser und Wasserdampf zu feuchter Luft.- 6.5 Adiabate Arbeitsprozesse.- 6.51 Vernachlässigung der kinetischen Energie.- 6.52 Adiabate Expansion. Turbine.- 6.53 Arbeitsverlust bei nichtisentroper Expansion. Turbinenwirkungsgrad.- 6.54 Adiabate Kompression. Verdichter.- 6.55 Arbeitsverlust, Exergieverlust und Reibungsarbeit.- 6.6 Nichtadiabate Arbeitsprozesse.- 6.61 Isotherme Verdichtung und Expansion.- 6.62 Ersatz der isothermen Verdichtung durch mehrstufige adiabate Verdichtung.- 7. Thermodynamik der Kälteerzeugung.- 7.1 Die Grundaufgabe der Kältetechnik.- 7.11 Kälteerzeugung bei konstanter Temperatur.- 7.12 Kälteerzeugung bei gleitender Temperatur.- 7.13 Die Kältemaschine.- 7.2 Die Kaltdampf-Kältemaschine.- 7.21 Kältemittel für Kaltdampf-Kältemaschinen.- 7.22 Die Umkehrung des Carnot-Prozesses.- 7.23 Der Kreisprozeß der Kaltdampf-Kältemaschine.- 7.24 Prozeßverbesserung durch Unterkühlung des kondensierten Kältemittels.- 7.3 Kälteerzeugung bei tiefen Temperaturen.- 7.31 Die Gaskältemaschine mit adiabater Entspannun g.- 7.32 Das Linde-Verfahren zur Luftverflüssigung.- 7.33 Die Philips-Gaskältemaschine.- 8. Verbrennungsprozesse.- 8.1 Allgemeines.- 8.2 Mengenberechnungen bei vollständiger Verbrennung.- 8.21 Die Verbrennungsgleichungen.- 8.22 Gemische chemisch einheitlicher Stoffe.- 8.23 Feste und flüssige Brennstoffe.- 8.24 Feuerungskontrolle durch Abgasanalyse.- 8.3 Heizwert und theoretische Verbrennungstemperatur.- 8.31 Der Heizwert der Brennstoffe.- 8.32 Oberer und unterer Heizwert.- 8.33 Heizwert von Gemischen und Verbindungen.- 8.34 Das ?, t-Diagramm und die Temperaturabhängigkeit des Heizwertes.- 8.35 Die theoretische Verbrennungstemperatur.- 8.4 Die thermodynamische Bewertung der Verbrennungsprozesse.- 8.41 Die reversible chemische Reaktion.- 8.42 Absolute Entropien. Nernstsches Wärmetheorem.- 8.43 Die Exergie der Brennstoffe.- 8.44 Das ?, 𝔖-Diagramm für Verbrennungsprozesse.- 8.45 Der Exergieverlust bei der adiabaten Verbrennung.- 9. Thermodynamik der Wärme- und Verbrennungs-Kraftanlagen.- 9.1 Die Umwandlung chemischer und nuklearer Energie in Nutzarbeit und elektrische Energie.- 9.11 Übersicht über die Umwandlungsverfahren.- 9.12 Wärme- und Verbrennungs-Kraftanlagen.- 9.2 Die einfache Dampfkraftanlage.- 9.21 Der Dampferzeuger.- 9.22 Der Kreisprozeß des Wassers.- 9.23 Der exergetische Gesamtwirkungsgrad und seine Begrenzung durch die Endnässe.- 9.3 Verbesserungen der einfachen Dampfkraftanlage.- 9.31 Zwischenüberhitzung.- 9.32 Kombinierte Luft- und Speisewasservorwärmung.- 9.33 Das moderne Dampfkraftwerk.- 9.4 Gaskraftanlagen.- 9.41 Die geschlossene Gasturbinenanlage.- 9.42 Die offene Gasturbinenanlage.- 9.43 Verbesserungen des Gasturbinenprozesses.- 9.44 Das Gasturbinen-Strahltriebwerk.- 10. Anhang: Größen und Einheiten der Thermodynamik. Tabellen.- 10.1 Größen und Größengleichungen.- 10.11 Dimension, Größe und Einheit.- 10.12 Größengleichungen.- 10.13 Grundgrößenarten und Grundeinheiten.- 10.14 Masse, Gewicht und Gewichtskraft.- 10.15 Die Stoffmenge und ihre Maße.- 10.2 Einheitensysteme.- 10.21 Einheiten und Einheitensysteme.- 10.22 Das Internationale Einheitensystem.- 10.23 Das Technische Einheitensystem.- 10.24 Einheitentafeln.- 10.3 Tabellen.- 10.31 Allgemeine Angaben.- 10.32 Eigenschaften idealer Gase.- 10.33 Eigenschaften von Wasser und Wasserdampf.- 10.34 Stoffwerte für die Berechnung von Verbrennungsprozessen.