Inhaltsverzeichnis - Wiley-VCH

Wolfgang Heidemann: Technische Thermodynamik — 2015/12/2 — page VII — le-tex
VII
Inhaltsverzeichnis
Vorwort
XI
Nomenklatur
1
1.1
1.2
2
2.1
2.2
2.2.1
2.2.2
2.2.3
2.2.4
2.3
2.3.1
2.3.2
XIII
1
Technische Thermodynamik 1
Zur Handhabung des Arbeitsbuches 2
Einleitung
Grundlagen 5
Das thermodynamische System 5
Thermodynamische Größen 8
Zustandsgrößen 9
Zustandsänderungen 11
Energie 15
Prozessgrößen 15
Temperatur 17
Thermisches Gleichgewicht 18
Nullter Hauptsatz der Thermodynamik und Temperaturmessung
Zusammenfassung 20
Aufgaben und Lösungen 23
3
Der erste Hauptsatz der Thermodynamik
3.1
3.1.1
3.1.2
3.2
3.2.1
3.2.2
3.2.3
3.2.4
3.2.5
3.2.6
3.2.7
Allgemeine Formulierung 34
Geschlossenes System 35
Offenes System 35
Arbeitsformen 36
Mechanische Arbeit 36
Volumenarbeit 37
Dissipationsarbeit (Reibungsarbeit) 37
Nutzarbeit 38
Verschiebearbeit 39
Die technische Arbeit 40
Andere Arbeitsformen 42
33
18
Wolfgang Heidemann: Technische Thermodynamik — 2015/12/2 — page VIII — le-tex
VIII
Inhaltsverzeichnis
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.7.1
3.7.2
3.7.3
Wärme 43
Innere Energie 43
Enthalpie 44
Mechanische Energie 46
Spezielle Formulierungen 46
Geschlossenes System 47
Das stationäre offene System 48
Beispiele 48
Zusammenfassung 51
Aufgaben und Lösungen 57
4
87
Die Richtung von Prozessen 87
Entropie und deren Bilanzierung 89
Geschlossene Systeme und Kreisprozesse 89
Entropiebilanz am offenen System 90
Schlussfolgerungen 92
Die Gibbssche Fundamentalgleichung 96
Entropieberechnung 97
Beziehungen zwischen Zustandsgrößen 98
Beispiele, Tipps und Tricks 100
Zusammenfassung 105
Aufgaben und Lösungen 109
4.1
4.2
4.2.1
4.2.2
4.2.3
4.3
4.3.1
4.3.2
4.4
5
5.1
5.2
5.2.1
5.2.2
5.2.3
6
6.1
6.1.1
6.1.2
6.1.3
6.1.4
6.1.5
6.1.6
6.2
6.2.1
6.2.2
Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik
125
Das p, v, T-Verhalten reiner realer Stoffe 125
Die Bestimmung thermischer und kalorischer Zustandsgrößen 130
Festkörper, Flüssigkeit, Schmelzen/Erstarren,
Sublimieren/Desublimieren 131
Nassdampfgebiet, Verdampfen/Verflüssigen 133
Gase und Dämpfe 134
Zusammenfassung 148
Aufgaben und Lösungen 152
Stoffthermodynamik – Eigenschaften der Materie
177
Ideales Gas 177
Isochore Zustandsänderung 178
Isobare Zustandsänderung 179
Isotherme Zustandsänderung 180
Adiabate Zustandsänderung 182
Polytrope Zustandsänderung 183
Irreversibel adiabate Explosion 185
Nassdampf 186
Isobare, isotherme Zustandsänderung
Isochore Zustandsänderung 187
Einfache Zustandsänderungen
186
Wolfgang Heidemann: Technische Thermodynamik — 2015/12/2 — page IX — le-tex
Inhaltsverzeichnis
6.2.3
6.2.4
6.3
6.3.1
6.3.2
6.3.3
Adiabate Zustandsänderung 188
Isenthalpe Zustandsänderung 188
Kreisprozesse, Carnot-Prozess 189
Der rechtsgängige Kreisprozess 190
Der linksgängige Kreisprozess 193
Der Carnot-Prozess 195
Zusammenfassung 198
Aufgaben und Lösungen 203
7
Exergie 243
Exergie einer Wärme 244
Exergie der Arbeit 246
Exergie eines geschlossenen Systems 248
Exergie eines offenen Systems 250
Exergieverlust 251
Der exergetische Wirkungsgrad 253
Beispiele, Tipps und Tricks 255
Zusammenfassung 259
Aufgaben und Lösungen 262
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6
7.7
8
8.1
8.1.1
8.1.2
8.1.3
8.1.4
8.1.5
8.2
8.2.1
8.2.2
8.2.3
8.2.4
9
9.1
9.1.1
9.1.2
9.2
9.2.1
9.2.2
9.2.3
9.2.4
Thermodynamische Prozesse 277
Wärme-Kraft-Prozesse 278
Vergleichsprozesse für Verbrennungsmotoren 278
Stirling-Prozess 287
Ericson-Prozess 288
Joule-Prozess 290
Dampfkraftprozesse 293
Linksgängige Prozesse 299
Kaltgasprozess 300
Kaltdampfprozess 302
Das Linde-Verfahren zur Luftverflüssigung 304
Verdichter 305
Zusammenfassung 307
Aufgaben und Lösungen 314
361
Gemisch idealer Gase 361
Konzentrationen 361
Eigenschaften idealer Gasmischungen 362
Feuchte Luft 365
Konzentrationsmaße 367
Thermische und kalorische Zustandsgrößen 369
Das Mollier hG/L , x-Diagramm 371
Zustandsänderungen feuchter Luft 372
Zusammenfassung 380
Aufgaben und Lösungen 385
Gasgemische und feuchte Luft
IX
Wolfgang Heidemann: Technische Thermodynamik — 2015/12/2 — page X — le-tex
X
Inhaltsverzeichnis
10
10.1
10.1.1
10.1.2
10.2
10.2.1
10.2.2
425
Reaktionsenthalpie 425
Standardreaktionsenthalpie 427
Reaktionsenthalpie bei beliebiger Temperatur
Verbrennungsprozesse 429
Verbrennung mit Luft 431
Verbrennungsreaktionen der Praxis 432
Zusammenfassung 436
Aufgaben und Lösungen 438
Chemische Reaktionen
Anhang A Tabellen und Stoffwerte
B.1
B.2
B.3
428
451
Anhang B Herleitungen 465
Das vollständige oder totale Differenzial 465
Betrachtung der Differenzialausdrücke (𝜕u∕𝜕v)T und (𝜕h∕𝜕 p)v
Kinetische Gastheorie 467
Anhang C Diagramme
Weiterführende Literatur
Sachverzeichnis
473
469
471
465