Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis
1
Grundlagen
1.1
Mathe für Thermodynamiker und -innen
1.2 Deutsch für Thermodynamiker (m/w)
1.2.1 Hier geht nix verloren - die Sache mit der Energie
2
3
4
1
1
2
4
1.2.2
Erstmal Bilanz ziehen
1.2.3
1.2.4
Zustandsgrößen und Prozessgrößen
Masse und Stoffmenge
9
11
1.2.5
Spezifische, intensive und extensive Größen
13
1.2.6
Druck und Temperatur
1.2.7 Kurze Prozesse!
Vasenwechsel
6
16
22
23
2.1
Malen nach Zahlen - Zustandsdiagramme
25
2.2
Das p,v-Diagramm
26
2.3
2.4
Das T,v-Diagramm
Das p,T-Diagramm
29
30
2.5 Das Nassdampfgebiet aus der Nähe betrachtet
Im Namen des Stoffgesetzes - Thermische Zustandsgieichungen
34
37
3.1
3.2
Das ideale Gasgesetz
Ganz einfach - das inkompressible Fluid
38
42
3.3
Thermische Zustandsgieichungen realer Fluide
42
3.4
Die lineare Interpolation
44
Hauptsache Hauptsätze - 1. Hauptsatz
4.1 Rein oder raus?
46
53
4.2
Wie vereinfache ich meinen Hauptsatz?
57
4.3
4.4
Über Wärme und Arbeit
Der 1. Hauptsatz für geschlossene Systeme
59
64
4.5
4.6
Der 1. Hauptsatz für offene Systeme
Die Massenbilanz
65
69
4.7
Beispiele für Energiebilanzen
71
4.7.1
4.7.2
Ein quasi-stationärer Fließprozess
Ein klassischer stationärer Fließprozess
71
72
4.7.3
4.7.4
Ein instationärer Fließprozess
Noch ein stationärer Prozess
74
76
4.8
5
Energie wirkt immer!
Wenn das Nudelwasser überkocht und ähnliche Dramen
5.1 Im Namen des Stoffgesetzes - Kalorische Zustandsgieichungen
5.1.1
5.1.2
Kalorische Zustandsgieichung des idealen Gases
Zustandsänderungen beim idealen Gas
8
83
88
Isotherme Zustandsänderung
90
5.1.2.2
Isochore Zustandsänderung
93
5.1.2.3
5.1.2.4
Isobare Zustandsänderung
Adiabate Zustandsänderung
94
96
Hauptsätze und Nebensätze - der 2. Hauptsatz
99
100
101
6.1
6.2
Entropie - die Sache mit der Unordnung
Die Entropiebilanz
102
104
6.3
Die Berechnung von Entropieströmen
106
6.3.1 Die Entropie der Wärme
6.3.2 Die Entropie eines Stoffes
6.3.2.1
Entropiezustandsgieichungen für die Modellfluide
7
79
79
5.1.2.1
5.1.2.5
Isentrope Zustandsänderung
5.1.3 Kalorische Zustandsgleichung des inkompressiblen Fluids
6
77
107
109
110
6.3.3 Entropieerzeugung durch Dissipation
6.4 Der 2. Hauptsatz, ganz allgemein
112
113
6.5
6.6
Das T,s-Diagramm
Energie und Entropie im Nassdampfgebiet
113
117
6.7
Das h,s-Diagramm
121
6.8
Turbinen, Verdichter, isentrope Wirkungsgrade
122
Exergie und Anarchie
7.1 Exergie-Rechnereien
126
128
7.1.1
7.1.2
Exergie und Anergie eines geschlossenen Systems
Exergie und Anergie der Wärme
128
132
7.1.3
Exergie und Anergie eines Massenstroms
133
7.1.4
Ex und hopp - Exergieverluste
13 5
7.1.5
Der exergetische Wirkungsgrad
13 5
Wärmeübertragung
136
8.1
Wärmeleitung
136
8.2
8.3
Konvektion
Wärmestrahlung
137
139
9
Kreischprozesse
9.1 Linksherum und rechtsherum im Kreis
140
142
9.2
Wirkungsgrade und Leistungszahlen
146
9.3 Kaltprozesse, Heißprozesse, Kreisprozesse
9.3.1
Der Streber - Carnot
148
149
9.3.2
Kreisprozesse die Gas geben
9.3.2.1
9.3.2.2
Ericsson-Prozess
Joule-Prozesse, offen oder geschlossen
9.3.2.3
Stirling-Prozess
9.3.3 On the road - Verbrennungsmotoren
9.3.3.1
9.3.3.2
9.3.4
Otto-Prozess
Diesel-Prozess
Kreisprozesse in XXL - Dampfkraftanlagen
153
157
162
169
172
177
180
9.3.4.1
Einfacher Dampfkraft- und Clausius-Rankine-Prozess
180
9.3.4.2
Dampfkraft-Prozess mit Zwischenüberhitzung
184
9.3.4.3
9.3.4.4
Dampfkraft-Prozess mit Speisewasservorwärmung
Der Gesamtwirkungsgrad von Dampfkraftanlagen
186
187
9.3.5
Kältemaschine und Wärmepumpe
10
Gemischte Gefühle oder gefühlte Gemische
10.1
Die Beschreibung von Gemischen
10.1.1
10.1.2
Die Bäckermethode
Die Erbsenzählermethode
10.1.3
Backerbsen - wiegen oder zählen?
10.2
Das ideale Grasgemisch
11
153
Nicht nur in den Tropen ein Problem - feuchte Luft
189
192
192
192
194
194
195
204
11.1
11.2
Die Zusammensetzung von feuchter Luft
Stoffwerte von feuchter Luft
207
212
11.3
Zustandsänderungen feuchter Luft
215
11.3.1
12
Isobares Abkühlen feuchter Luft
11.3.2
Adiabates Mischen von feuchter Luft
Verbrennungen dritten Grades
12.1
Das Sauerstoffangebot
12.2
Der Sauerstoffbedarf
12.2.1
12.2.2
Kohle, Koks und Konsorten
Gas, Grappa und Genossen
217
220
222
223
225
226
229
12.3
Erstmal tief Luft holen
229
12.4
Bilanzen bei der technischen Verbrennung
230
13
...und sonst?
14
Aufgaben mit Lösungsweg
14.1
Aufgaben zum idealen Gasgesetz
238
240
242
14.2
Aufgaben zum ersten Hauptsatz
247
14.3
14.4
Aufgaben zum Nassdampfgebiet
Aufgaben zum zweiten Hauptsatz
258
264
14.5
Aufgaben zu Kreisprozessen
275
14.6
14.7
Aufgaben zu Gemischen
Aufgaben zu feuchter Luft
282
285
14.8
Aufgaben zur Verbrennung
Literaturverzeichnis
Sachregister
292
300
302