PDF sample - Antonio Ceballos Fotografía

Einführung in die
Technische ThermodYllamik
und in die Grundlagen der chemischen ThermodynaIl1ik
Von
Ernst Schmidt
Dr.·lng. habil. Dr. rer. nato E. h.
o. Professor an der Technischen Hochschule München
Fünfte berichtigte Auflage
Mit 244 Abbildungen und 69 Tabellen
sowie 3 Dampftafeln als Anlage
Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH 1953
ISBN 978-3-662-23816-5
ISBN 978-3-662-25919-1 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-662-25919-1
Alle Rechte, Insbesondere das der "Übersetzung in fremde Sprachen, vorbehalten.
Ohne ausdrückliche Genehmigung des Verlages ist es auch nicht gestattet,
dieses Buch oder Teile daraus auf photomechanischem Wege
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Copyright 1936, 1944, 1950 and 1953 by Springer-Verlag BerlinReidelberg
Ursprünglich erschienen bei Springer-Verlag ORG,. Berlin/Gottigen/Heidelberg 1953.
Softcover reprint of the hardcover 1st edition 1953
Vorwort zur fünften Auflage.
Die fünfte Auflage unterscheidet sich von der vierten nur durch
einige Berichtigungen und durch wenige Änderungen geringen Umfanges.
Insbesondere sind bei der internationalen Temperaturskala die neuen
im Jahre 1948 etwas geänderten Vereinbarungen berücksichtigt.
München, im April 1953
Ernst Schmidt.
V orwort zur ersten bis vierten Auflage.
Das vorliegende Buch ist ein Lehrbuch der technischen Thermodynamik, insbesondere für Studierende und zum Selbststudium. Es ist
aus meinen Vorlesungen an der Technischen Hochschule Danzig hervorgegangen und behandelte in seinen ersten drei Auflagen die Thermodynamik etwa in dem Umfang, wie es in einer sich über zwei Semester
erstreckenden Vorlesung möglich ist. Besonderes Gewicht wurde auf
die sorgfältige Behandlung der Grundlagen gelegt. Vor allem der
zweite Hauptsatz, dessen völlige Erfassung den Studierenden erfahrungsgemäß am meisten Schwierigkeiten macht, ist von verschiedenen
Seiten her dargestellt, unter Benutzung hauptsächlich der Arbeiten
von MAx PLANeK.
Diese Auflage hat an vielen Stellen Umarbeitungen und Ergänzungen erfahren. Es sind die Strömungsmaschinen stärker betont, die
Theorie des Strahlantriebes in seinen verschiedenen Anwendungsformen
(Turbinentriebwerk, Schubrohr und Rakete) ist behandelt, und es
werden die wichtigsten Bezi~hungen der GaEdynamik abgeleitet. In
den letzten beiden Abschnitten wird schließlich ein kurzer Grundriß
der chemischen Thermodynamik gegeben mit besonderer Betonung der
Verbrennungsvorgänge. Diese Darstellung baut auf dem MaschinenIngenieur geläufigen Begriffen und Vorstellungen auf und will ihm den
Zugang zu einem Wissensgebiet erleichtern, das heute im Zeitalter des
Chemie-Ingenieur-Wesens auch für ihn zunehmend an Bedeutung gewinnt. Damit sind Gebiete, die ursprünglich für einen zweiten Band gedacht waren, in dieses Buch mit aufgenommen, um sie dem Leser
rascher zugänglich zu machen.
Der Aufbau des Buches ist dem Bedürfnis des an den Anwendungen
interessielten Ingenieurs angepaßt. Deshalb wird nicht erst das ganze
Begriffssystem der Thermodynamik in axiomatischer Weise abgeleitet,
IV
Vorwort zur ersten bis vierten Auflage.
sondern an die entwickelten Sätze werden jeweils die da,mit schon
behandelbaren Anwendungen angeschlossen. Übungsaufgaben leiten
zu eigenem Rechnen an.
In der Thermodynamik wird bisher leider oft mit nicht dimensionsrichtigen Formeln gearbeitet, was die Umrechnung auf andere Einheiten sehr erschwert. In diesem Buch sind, abgesehen von wenigen
durch die Rücksicht auf fremde Quellen begründeten Ausnahmen, auf
die stets ausdrücklich hingewiesen ist, alle Formeln als Größengleichungen geschrieben. Der bei dimensionsrichtiger Schreibweise der
Gleichungen überflüssige Faktor A des mechanischen Wärmeäquivalentes ist fortgelassen. In den Anwendungsbeispielen wurde versucht,
dem Leser die Vorteile der dimensionsrichtigen Behandlung auch bei
Zahlenrechnungen klarzumachen.
Die Ausstattung mit Zahlenangaben für Stoffeigenschaften usw.
ist reichlicher als sonst in Lehrbüchern üblich, um dem Leser die zur
Lösung praktiseher Aufgaben nötigen Unterlagen zur Hand zu geben
und ihm für die meisten praktischen Fälle das Nachschlagen in Tabellenwerken zu ersparen. Das Auffinden solcher Zahlenwerte wird durch ein
dem Inhaltsverzeichnis angefügtes Verzeichnis der Tabellen sowie durch
ein ausführliches Namen- und Sachregister erleichtert. Alle Zahlenangaben stützen sich auf die genauesten verfügbaren Werte. Der Abschnitt über chemische Thermodynamik enthält ausführliche Tabellen
zur Berechnung chemischer Gleichgewichte nach den neuesten amerikanischen Arbeiten.
Auf Schrifttumsangaben im Text wurde im allgemeinen verzichtet,
nur bei neueren Arbeiten, die noch nicht in die zusammenfassenden
Darstellungen der Lehr- und Handbücher übergegangen sind, werden,
die Quellen angeführt.
Zahlreichen Freunden und Kollegen danke ich für wertvolle Ratschläge und Berichtigungen, die ich bemüht war, bei der Neuauflage zu
berücksichtigen. Herrn DrAng. C. Kux bin ich für das Mitlesen der
Korrektur und für die Bearbeitung des Namen- und Sachverzeichnisses zu besonderem Dank verpflichtet. Dem Springer-Verlag danke
ich für sein bereitwilliges Eingehen auf meine Wünsche und für die
verständnisvolle und sorgfältige Ausführung des Buches.
B rau n s c h w e i g, im Februar 1950.
Ernst Sehmidt.
Inhaltsverzeichnis.
Seite
Vorwort . . . . . . .
Inhaltsverzeichnis . . .
Verzeichnis der Tabellen .
Liste der Formelzeichen .
III
V
. XI
. XIII
I. Temperatur und Wärmemenge.
1. Einführung des Temperaturbegriffes, die Temperaturskala des vollkommenen Gases . . . . . . .
2. Die internationale Temperaturskala
3. Praktische Temperaturmessung
a) Flüssigkeitsthermometer .
b) Widerstandsthermometer .
c) Thermoelemente
.........
d) Strahlungsthermometer
4. MaßsysteUle und Einheiten. Größengleichungen .
5. Wärmemenge und spezifische Wärme . . . . .
Aufgabe 1
1
3
7
7
8
9
11
11
15
11. Erster Hauptsatz der Wärmelehre.
6. Das mechanische Wärmeäquivalent. Energieeinheiten. . . . . . . 17
Aufgabe 2-3.
7. Das Prinzip der Erhaltung der Energie und die mechanische Deutung
der Wärmeerscheinungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
m. Der thermodynamische Zustand eines Körpers.
8. pie thermische Zustandsgleichung. Zustandsgrößen. . . . . .
9. Außere Arbeit, innere Energie und Wärmeinhalt oder Enthalpie
10. Die kalorischen Zustandsgleichungen . . . . . . . . . . . .
IV. Das vollkommene Gas.
11. Die Gesetze von BOYLE-MARIOTTE und GAy-LuSSAo und die thermische Zustandsgleichung der vollkommenen Gase . . . . . . . . .
12. Die Gaskonstante und das Gesetz von AVOGADRo. Normtemperatur,
Normdruck, Normzustand . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13. Die Zustandsgleichung vonGasgemischen . . . . . . . . . . . .
14. Die Abweichungen der wirklichen Gase von der Zustandsgleichung des
vollkommenen Gases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15. Die spezifisohen Wärmen und die kalorisohen Zustandsgleiohungen der
vollkommenen Gase . . . . . . . . . . . . . . . . .
16. Die spezifisohen Wärmen der wirkliohen Gase . . . . . . . . .
17. Einfache Zustandsänderungen vollkommener Gase . . . . . . .
a) Zustandsänderung bei konstantem Volum oder Isoohore . . .
b) Zustandsänderung bei konstantem Druok oder Isobare . . . .
0) Zustandsänderung bei konstanter Temperatur oder Isotherme.
d) Adiabate Zustandsänderung . : . . . . . . . . . . . . .
e) Polytrope Zustandsänderung . . . . . . . . . . . . . . . .
f) Logarithmische Diagramme zur Darstellung von Zustand~änderungen. • . . . • . . . . . . . . . • . . • . • • . . . .
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48
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VI
Inhaltsverzeichnis.
Seite
18. Ermittlung des Temperaturverlaufes und des polytropen Exponenten bei emp irisch gegebenen Zustandsänderungen . . . . . .• 54
19. Das Verdichten von Gasen und der Arbeitsgewinndurch Gasentspannung . . . . . . . . . . • . . . . . . . . . . . . . . • . . 56
Aufgabe 4-10.
V. Kreisprozesse.
20. Die Umwandlung von Wärme in Arbeit durch Kreisprozesse.
21. Der Carnotsche Kreisprozeß und seine Anwendung auf das vollkommene Gas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22. Die Umkehrung des Carnotschen Kreisprozesses . . . . . . . "
61
62
65
VI. Der zweite Hauptsatz der Wärmelehre.
23. Umkehrbare und nicht umkehrbare Vorgänge. • . . . . . . . .
24. Der Carnotsche Kreisprozeß mit beliebigen Stoffen . . . . . . .
25. Die Temperaturskala des vollkommenen Gases als thermodynamische
Temperaturskala. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
26. Beliebige umkehrbare Kreisprozesse, Arbeitsverlust bei nicht umkehrbaren Prozessen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27. Die Entropie als Zustandsgröße. Das Clausiussche Integral des
umkehrbaren Prozesses . . . . . . . . . . . • . . . . . . . '.
28. Die Entropie als vollständiges Differential und die absolute Temperatur als integrierender Nenner . . . . . . . . . . . . . . .
29. Ableitung des Wirkungsgrades des Carnotschen Kreisprozesses und
der absoluten Temperaturskala ohne Benutzung de.r Eigenschaften
des vollkommenen Gases . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
30. Einführung der absoluten Temperaturskala und des Entropiebegriffes
. ohne Hilfe von Kreisprozessen . . . . . . . . . . . . . . . .
31. Die Entropie der Gase und anderer Körper . . . . . _ . . . .
32. Die Entropiediagramme . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
33. Das Entropie-Diagramm der Gase. . . . . . . . . . . . . . .
34. Beweis der Unabhängigkeit der inneren Energie eines vollkommenen
Gases vom Volum bei konstanter Temperatur. . . . . . . . . .
35. Das Verhalten der Entropie bei nicht umkehrbaren Vorgängen. Der
zweite Hauptsatz als das Prinzip der Vermehrung der Entropie
36. Spezielle nicht umkehrbare Prozesse. . .
a) Reibung . . . . . . . . . . . . . .
b) Wärmeleitung unter Temperaturgefälle
c) Drosselung . . . . . . . . . . . . .
d) Mischung und Diffusion . . . . . . .
37. Die maximale Arbeit von physikalischen und chemischen Zustandsänderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Aufgabe 11-18.
38. Statistische Deutung des zweiten Hauptsatzes . . . . . . . . .
a) Die thermodynamische Wahrscheinlichkeit eines Zustandes . .
b) Entropie und thermodynamische Wahrscheinlichkeit . . . . .
c) Die endliche Größe der thermodynamischen Wahrscheinlichkeit,
Quantentheorie, Nernstsches Wärmetheorem . . . . . . . . .
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VII. Anwendung der Gasgesetzeund der heiden Hauptsätze auf Gasmaschinen.
39. Der technische Luftverdichter . . . . . . . . . . . . . . . . .
a) Schädlicher Raum, Füllungsgrad . . . . . . . . . . . . . .
b) Drosselverluste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
c) Liefergrad, Förderleistung, Wandungswirkungen, Undichtheiten.
d) Mehrstufige Verdichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
e) Wirkungsgrade . . . . . . . . . . .
40. Die Heißluftmaschine und die Gasturbine
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126
Inhaltsverzeichnis.
41. Die Arbeitsprozesse bei Verbrennungsmotoren
•
a) Das Otto- oder Verpuffungsverfahren . . .
.
b) Das Diesel- oder Gleichdruckverfahren . .
.
c) Der gemischte Vergleichsprozeß. . . . . . • . . . . . . . .
d) Abweichungen des Vorganges in der wirklichen Maschine vom
theoretischen Vergleichsprozeß; Wirkungsgrade . . . • . . . ".
42. Die Berücksichti~g der Temperaturabhängigkeit der spezifischen
Wärmen und der Änderung der Zusammensetzung des Arbeitsmitteis
bei Gasmaschinenprozessen . .
. ...........
Aufgabe 19-,-22.
VII
Seite
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vm. Die Eigenschaften der Dämpfe.
43. Gase und Dämpfe, der VerdampfUngsvorgang und die P, v, T-Diagramme • . . . . . . . . . . . . . . . . . ". • . . . . .
44. Die kalorischen Zustandsgrößen von Dämpfen • . . . . . .
45. Tabellen und Diagramme der Zustandsgrößen von Dämpfen .
46. Einfache Zustandsänderungen von Dämpfen
a) Isobare Zustandsänderung . . . . . . . .
b) Isochore Zustandsänderung. . . . . . . .
c) Adiabate Zustandsänderung . . . . . . .
d) Drosselung . . . . . • . . . . . . . . .
47. Die Gleichung von CLAUSIUS und CLAPEYRON
48. Das schwere Wasser. . . . . . . . .
Aufgabe 23-28.
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IX. Das Erstarren und der teste Zustand.
49. Das Gefrieren und der Tripelpunkt • . . . . ,. . . . . . "
50. Die spezifische Wärme fester Körper . . . . . . . . . . . .
51. Der Absolutwert der Entropie und der Nernstsche Wärmesatz .
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171
173
X. Anwendungen auf die Dampfmaschine.
52. Die theoretische Arbeit des Dampfes in der Maschine. . . . . .
53. Wirkungsgrade, Dampf- und Wärmeverbrauch . . . . . . . . .
54. Der Einfluß von Druck und Temperatur auf die Arbeit des ClausiusRankine-Prozesses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
55. Die Abweichungen des Vorganges in der wirklichen Maschine vom
theoretischen Arbeitsprozeß. . • . . . . . . . . . • . .
a) Verluste durch Wärmeströmung unter Temperaturgefälle
b) Verlust durch unvollständige Expansion. . . . . . . .
c) Wandverluste • . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
d) Drosselverluste . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
e) Verluste durch schädlichen Raum . . . . . . . . . . . . .
56. Trennung der Verluste durch Vergleich des Indikatordiagrammes mit
dem theoretischen Prozeß . . . . . . . . . . . . . . . . . .
57. Die übertragung des Indikatordiagrammes in das T,8-Diagramm.
58. Der Wärmeübergang im Zylinder und die Vorteile des überhitzten
Dampfes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
59. Konstruktive Maßnahmen zur Verminderung der Wandverluste.
a) Der Dampfmantel. . . . . . . . . . . . . . . . . .
b) Die mehrstufige Expansion und die Zwischenüberhitzung
c) Die Gleichstrommaschine . . . . . . . . . . . . . .
60. Besondere Arbeitsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . .
a) Die Verwendung von Dampf in der Nähe des kritischen Zustandes
b) Die Carnotisierung des Clausius-Rankine-Prozesses durch stufenweise Speisewasservorwärmung . . . . . . . . . . . . . . .
c) Quecksilber und andere Stoffe hohen Siedepunktes als Arbeitsmittel für Kraftanlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . .
d) Binäre Gemische als Arbeitsmittel . . . . . . . . . . . . .
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VIII
Inhaltsverzeichnis.
SeIte
61. Die Umkehrung der Dampfmaschine. . .
a Die reversible Heizung und die Wärmepumpe
b) Die Kaltdampfmaschine als Kältemaschine .
Aufgabe 29-32.
203
203
204
XI. Zustandsgleichungen von Dämpfen.
62. Die van der Waalssche Zustandsgleichung . . . . . . . . . . •
63. Zustandsgleichungen des Wasserdampfes . . . . . . . . . . . .
64. Die Beziehungen der kalorischen Zustandsgrößen zur thermischen
Zustandsgleichung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
65. Die Entropie als Funktion der einfachen Zustandsgrößen . . . .
66. Die Enthalpie und die innere Energie als Funktion der einfachen
Zustandsgrößen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
67. Die spezifischen Wärmen als Funktion der einfachen Zustandsgrößen
68. Die Ermittlurig der kalorischen und der thermischen Zustandsgleichung aus kalorischen Messungen . . . . . . . . . .
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XII. Die Verbrennungserscheinungen.
69. Allgemeines, Grundgleichungen der Verbrennung, Heizwerte . . .
70. Sauerstoff- und Luftbedarf der vollkommenen Verbrennung, Menge
und Zusammensetzung der Rauchgase
a) Feste und flüssige Brennstoffe . .
...
b) Gasförmige Brennstoffe . . . . . . . . . . .
71. Die Beziehungen zwischen der Zusammensetzung der trockenen
Rauchgase, der Zusammensetzung des Brennstoffes und dem Luftverhältnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
72. Die Abhängigkeit der Verbrennungswärme von Temperatur und Druck
73. Verbrennungstemperatur und Wärme inhalt (Enthalpie) der Rauchgase
74. Das i, t-Diagramm und die näherungsweise Berechnung der Verbrennungsvorgänge . . . . . . . . . . . .
75. Unvollkommene Verbrennung . . . . .
76. Einleitung und Ablauf der Verbrennung
77. Das Klopfen von Verbrennungsmotoren
Aufgabe 33-37.
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238
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247
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XIII. Strömende Bewegung von Gasen und Dämpfen.
78. Laminare und turbulente Strömung, Geschwindigkeitsverteilung
und mittlere Geschwindigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . .
79. Kontinuitätsgleichung, Umwandlung von Druckenergie in kinetische
Energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
80. Meßtechnische Anwendungen, Staurohr, Düse und Blende . . . .
81. Enthalpie und kinetische Energie der Strömung . . . . . . . .
82. Die Reibungsarbeit der Strömung . . . . . . . . . . . . . . .
83. Die Strömung eines vollkommenen Gases durch Düsen und Mündungen
84. Die Schallgeschwindigkeit in Gasen und Dämpfen
85. Die erweiterte Düse nach DE LAVAL. . . . . . .
86. Andere Behandlung der Düsenströmung .
87. Die Lavaldüse bei unrichtigem Gegendruck
Aufgabe 38-42.
88. Verdichtungsstöße . . . . . . . . .
a) Der gerade Verdichtungsstoß . . .
b) Der schräge Verdichtungsstoß
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XIV. Strömungsmaschinen.
Allgemeines, Arbeitsumsatz bei strömendem Gas . . . . . . . .
Die Stufe einer Strömungsmaschine. Geschwindigkeitsdiagramme
Reaktionsgrad. Aktions- und Reaktionsturbine. . . . . . . . .
Das Mollierdiagramm der vielstufigen Strömungsmaschine. Einfluß der Verluste auf das wirksame Enthalpiegefälle . . . . . . .
93. Der Einfluß der endlichen Schaufellänge . . . . • . . . .' . .
89.
90.
91.
92.
293
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303
IX
Inhaltsverzeichnis.
XV. Thermodynamik des Ra.ketenantriebes.
94.
95.
96.
97.
98.
Allgemeines. Schub und Impuls eines Strahles.
Raketentreibstoffe und ihre Bewertung . . . .
Die Strömung in der Düse einer Rakete
Wirkungsgrad des Raketenantriebes .
Bewegung der Rakete . . . . . . . .
a) Die Rakete im schwerefreien Raum
b) Die Rakete im Schwerefelde . . . .
99. Möglichkeit der Weltraumfahrt . . . .
Seite
305
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320
323
324
XVI. Thermodynamischer Luftstrahlantrieb.
100. Allgemeines, innerer und äußerer Wirkungsgrad
101. Das Schubrohr (Lorin.Düse) . . . . . . . . .
102. Der Turbinen-Strahlantrieb . . . . . . . . .
a) Der Turbinenstrahlantrieb im Stand . . .
b) Der Turbinenstrahlantrieb im Fluge . . . .
c) Leistungssteigerung durch Zusatzverbrennung
.
.
.
.
.
.
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328
334
334
335
338
XVII. Die Grundbegriffe der Wärmeübertragung.
103.
104.
105.
106.
107.
108.
109.
Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . .
338
Stationäre Wärmeleitung . . . . . . . . . .
339
Wärmeübergang und Wärmedurchgang . . . .
.
342
Nich.t stationäre Wärmeströmungen . . . . .
344
Die .Ähnlichkeitstheorie der Wärmeübertragung . . . . . . . . . 350
Wärmeübergang und Strömungswiderstand . . . . . . . . . . . 359
Einzelprobleme der Wärmeübertragung ohne Zustandsänderung des
Mittels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
366
a) Aufgezwungene Strömung . . . . . . . . . . . . . .
366
370
.
b) Freie Strömung. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
372
110. Wärmeübertragung beim Kondensieren und Verdampfen. :
111. Wärmeaustauscher. Gleichstrom, Gegenstrom, Kreuzstrom
375
a) Gleichstrom . . . . . . . . . . . . _ . . . . . .
376
377
b) Gegenstrom . . . . . . . . . . . . _ . . . . . . .
c) Kreuzstrom . . . • . . . . . . . . . . . . . . . .
379
xvm. Die Wärmeübertragung durch strahlung.
112. Grundbegriffe, Gesetz von Kirchhoff. Emissionsvclhältnis bei festen
Körpern und bei Gasen . . . . . .
384
386
113. Die Strahlung des schwarzen Körpers . . . . . . . . •
114. Die Strahlung technischer Oberflächen . . . . . . . . .
388
U5. Der Wärmeaustausch durch Strahlung . . . . . . . . .
389
116. Die Strahlung beim Wärmedurchgang durch Luftschichten
394
Aufgabe 43-45.
XIX. Dampf-Gas-Gemische.
117. Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
118. Das i, x-Diagramm der feuchten Luft nach MOLLIER • •
a)" Enthalpieänderung bei gleichbleibendem Wassergehalt
b) Mischung zweier Luftmengen . . . . . . . . . . . .
c) Zusatz von Wasser oder Dampf . . . . . . . . . . .
d) Feuchte Luft streicht über eine Wasser- oder Eisfläche .
119. Der Stofftransport durch Diffusion . . . . . . . . . . .
120. Stoffaustausch und Wärmeübergang . . . . . . . . . . .
397
401
402
402
404
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407
408
XX. Die Anwendung des I. und 11. Hauptsatzes der Thermodynamik auf chemische
Vorgänge.
121. Einleitung, maschinentechnische und chemische Thermodynamik 409
122. Innere Energie und Enthalpie . . . . . . . . . . . . . . . . 410
123. Energieumsatz bei chemischen Reaktionen. . . . . . . • . . . 411
x
Inhaltsverzeichnis.
Seite
124. Die Temperaturabhängigkeit der Reaktionsenergien . . • . . . .
125. Das Gesetz der konstanten Energiesummen • . . . . . . . . .
126. Thermodynamisohes und ohemisohes Gleiohgewioht. Unvollständigkeit des Ablaufes ohemisoher Reaktionen. Die Prinzip von LE
CHATELIER und :BRAUN • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
127. :Beispiele für die reversible isotherme Durohführung ohemischer
Reaktionen • . • . . • . . . • . • • • . • . . • . . . . .
128 Ein thermisoh-meohanisches Modell der reversiblen ohemischen
. Reaktion . • . . . . . . . . . . • . . . . . . . • . . . .
129. Die reversible Durchführung beliebiger homogener Gasreaktionen
130. Chemisches Gleichgewioht und Massenwirkungsgesetz . . . . •
131. Kinetische Deutung des Massenwirkungsgesetzes . . . . . . . .
132 Entropie freie Energie und freie Enthalpie bei chemischen Reak'.
tlOnen ' . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . . . .
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417
418
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433
435
XXI. Das Nernstsche Wärmetheorem oder der dritte Hauptsatz der Wärmelehre.
133. Die Gibbs·Helmholtzsohen Gleichungen. Die Temperaturabhängig.
keit der reversiblen Arbeit und der Gleiohgewichtskonstanten . .
134. Der dritte Hauptsatz der Wärmelehre in der Fassung von NERNST
und PLANOK • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
135. Die Verdampfung als ohemische Reaktion und die ohemische Kon.
stante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • •
136. Die praktische Ermittlung und die zweokmäßige Darstellung der
Temperaturabhängigkeit von Gleichgewichtskonstanten und des
Dampfdruckes reiner Stoffe . . • • . . . . . . . . . . . . .
137. Heterogene Reaktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
138. Tabellen für Reaktionen bei Verbrennungs. und Vergasungsvor.
gängen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . •
139. Ausbeute einer chemischen Reaktion, Reaktionsgrad, Dissoziations·
grad . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . . . . . . .
140. Die Verbrennung fester Kohle als heterogene P.eaktion . . . . . .
141. Der Gasgenerator zur Kohlenoxyderzeugung . . . . . . . . . .
142. Die Dissoziation von Kohlendioxyd und Wasserdampf . . • . . .
143. Das Wassergasgleichgewicht und die Zersetzung von Wasserdampf
durch glühende K'Ühle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
144. Die Dissoziation der Verbrennungsgase eines Kohlenwasserstoffes •
438
441
444
449
452
455
468
473
476
478
482
486
Anhang: DampftabeDen und Tafeln.
Tabelle
Ia und Ib. Zustandsgrößen von Wasser und Dampf bei Sätti·
gung • . . . . . . . . • . . • . . . . . . . • • • • 492
II. Spezifisches Volum, Enthalpie und Entropie des Wassers
und des überhitzten Dampfes . . . . . • . . . . . . . 500
"
III. Zustandsgrößen von Ammoniak bei Sättigung . • • . • . 503
"
IV. Zustandsgrößen von Kohlensäure bei Sättigung. . . • . • 503
Tafel A. Mollier-(i, s)-Diagramm von Wasserdampf • . . } Befinden sich am
" :B. Mollier·(log p, i).Diagramm von Ammoniak . . Schluß des Buches
" C. i, x-Diagramm der feuchten Luft nach MOLLIER in der Tasche.
Lösungen der Aufgaben
504
Schrifttumsverzeiohnis • • • •
514
Namen- und Sachverzeichnis.
515
Verzeichnis der Tabellen.
Nr.
Seite
1. Thermometrisohe Festpunkte • . . . . . . . . . . . . . . • . .
6
...... .
7
2. Mutterteilungen für Queoksilberthermometer
3. Beriohtigungsfaktor c für den herausragenden Faden. . . . . . . .
8
4. Thermokraft und ungefa.hre höohste Verwendungstemperatur von Metallpaaren für Thermoelemente • . . . . . . . . . . . . • . .
10
12
5. Grundeinheiten im physikalisohen und teohnisohen Maßsystem
14
6. Umreohnung von Druokeinheiten . . . . . .
16
7. Spe~. Wärme c von Wasser bei 760 mm Torr..
19
8. Umreohnung von Energieeinheiten . . . . . .
9Wt
Pt}
..
39
. er e von RT fur Luft . • . .
10. Werte von ; ; für Wasserstoff.
39
11. Wiohte (spaz.Gewioht) und spezifisohe Wärme von Gasen. • . • . . . 43
12. Wahre spezifisohe Wärme ~p von Gasen bei versohiedenen Temperaturen 45
13. Mittlere spezifisohe Wärme [~p]: von Gasen zw,isohen 0° C und t. . . 46
14. Mittlere spezifisohe Wärme der Luft zwisohen 20° und 100° bei versohie48
denen Drüoken. • • . . • . . . . . . . . . . . .
15. Adiabate und polytrope Expansion von Gasen . . .
58
16. Entropiedifferenz P• der Gase zwisohen 0° C und t
92
17. Ergebnisse von 432 Würfen mit zwei Würfeln . . . • . . . . . . . . 113
18. Thermodynamisohe Wahrsoheinliohkeit W der Verteilung von NMolekeln
auf zwei Raumhälften. . . . . . . . . . . . • . . . . • . . .
114
138
19. Theoretisohe Wirkungsgrade des Ottomotors. . . . . . . . . . .
20. Theoretisohe Wirkungsgrade des Dieselmotors . . . . . . . . . ,
138
21. Differenz der inneren Energie U zwisohen 0° C und t für einige Gase .
144
145
22. Differenz der Enthalpie 3 zwisohen 0° C und t für einige Gase .
23. Differenz der Entropie l5v zwisohen 0° C und t für einige Gase .
146
24. Kritisohe Daten einiger Stoffe • • . . . . . . . . . . . . .
150
25. Spezifisohe Wärme von Eis . . . . . . . . . . • . . . . . . . . . 171
26. Arbeit L von 1 kg Da.mpf und Wirkungsgrad fJth des Clausius-RankineProzesses der Da.mpfmasohine in Abhängigkeit von Druok und 'Überhitzungstemperatur • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
27. Heizwerte der einfaohsten Brennstoffe. . . . . . .
232
233
28. Zusammensetzung und Heizwert fester Brennstoffe. . .
29. Verbrennung flüssiger Brenn- und Kraftstoffe. . . . .
234
30. Verbrennung einiger einfaoher Gase. • . . • . . . . .
235
235
31. Zusammensetzung der trookenen atmosphärisohen Luft .
236
32. Verbrennung einiger teohnisoher Heizgase. . . . . . .
33. Gasluftgemisohe, Zündgrenzen und Entzündungstemperatur . . . . . . 249
34. Durohflußzahlen für :Normdüse und für Normblende bei verschiedenem
Öffnungsverhältnis . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . . . 260
35. Kritisohe oder Laval-Druokverhältnisse . . . . . . . . . • . . . . . 267
36. Erweiterungsverhältnis und Gesohwindigkeitsverhältnis bei Lavaldüsen. 274
37. Verhältnisse der Drüoke, Temp3raturen, Geschwindigkeiten und Querschnitte bei Lavaldiisen für vollkommene Gase. . . . . . . . . . . . 308
38. Eigenschaften von flüssigen Sauerstoffträgern . . . . . . . . . . . . 310
39. Eigenschaften von Brennstoffen und Sprengstoffen als Treibmittel für Raketen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , .
. 311
40. Eigenschaften fester Brennstoffe für Raketen . . . . . . . . . . . . . 313
es