Grundzüge der Thermodynamik

Studenten der Ingenieurwissenschaften, der Chemie und der Physik hören seit 20 Jahren die Vorlesungen des Autors zur Thermodynamik. Daraus ist das vorliegende Buch entstanden. Die thermodynamischen Grundlagen werden sauber hergeleitet; dazu dienen die Mathematikkenntnisse des Grundstudiums. Das Buch enthält Übungsaufgaben und ist auch zum Selbststudium geeignet. Historische Anmerkungen lockern den Text auf und illustrieren die Begriffe von Temperatur, Energie und Entropie, indem sie deren schwierige Entstehung nachvollziehen. Unter sorgfältiger Herleitung der thermodynamischen Grundlagen behandelt der Autor zahlreiche Anwendungen in der Physik und der Chemie, der Werkstoffkunde, der Wärmeübertragung, der Gasdynamik, der Klimatechnik, der Meteorologie und der Akustik.

Inhalt
1 Aufgabe der Thermodynamik und ihre Bilanzgleichungen.- 1.1 Di Felder der Mechanik und Thermodynamik.- 1.2 Bilanzgleichungen.- 1.3 Massenbilanz.- 1.4 Impulsbilanz.- 1.5 Energiebilanz.- 1.6 Bilanz der inneren Energie.- 1.7 Erster Hauptsatz für reversible Prozesse. Grundlage der pdV-Thermodynamik.- 1.8 Historisches zum ersten Hauptsatz.- 1.9 Zusammenfassung der Bilanzgleichungen.- 2 Materialgleichungen.- 2.1 Allgemeine Form der Materialgleichungen in Flüssigkeiten, Dampfen und Gasen.- 2.2 Bestimmung von Viskosität und Wärmeleitfähigkeit.- 2.3 Zustandsgleichungen idealer Gase.- 2.4 Zustandsgleichungen yon Flüssigkeiten und Dämpfen (ohne Phasenübergang).- 2.5 Zustandsdiagramme für Flüssigkeiten und Dämpfe (mit Phasenübergang).- 3 Reversible Prozesse. Die pdV-Thermodynamik bei der Berechnung thermodynamischer Maschinen.- 3.1 Kompressor und Preßluftmaschine. Heißluftmaschine.- 3.2 Arbeit und Wärme bei speziellen reversiblen Prozessen.- 3.3 Kreisprozesse.- 3.4 Verbrennungsmotoren.- 4 Entropie.- 4.1 Der zweite Hauptsatz.- 4.2 Auswertung des zweiten Hauptsatzes.- 4.3 Historisches zum zweiten Hauptsatz.- 4.4 Die Entropie als S = k 1n W.- 4.5 Beispiel zu Entropie und zweitem Hauptsatz: Gas und Gummi.- 4.6 Historisches zur statistischen Interpretation der Entropie.- 5 Dampfmaschine und Kältemaschinen.- 5.1 Historisches zur Dampfmaschine.- 5.2 Dampfmaschine.- 5.3 Kältemaschine und Wärmepumpe.- 6 Wärmeübertragung.- 6.1 Instationäre Wärmeleitung.- 6.2 Wärmetauscher.- 6.3 Wärmestrahlung.- 7 Mischungen und Mischphasen.- 7.1 Chemisches Potential.- 7.2 Mischungen idealer Gase und ideale Mischungen.- 7.3 Osmose.- 7.4 Mischphasen.- 7.5 Flüssig-Dampf-Gleichgewichte.- 7.6 Legierungen.- 7.7 Chemisch reagierende Mischungen.- 8 Feuchte Luft.- 8.1Charakterisierung feuchter Luft.- 8.2 Einfache Prozesse in feuchter Luft.- 8.3 Verdampfungsgrenze und Kühlgrenze.- 8.4 Zwei instruktive Beispiele Sauna und Wolkenuntergrenze.- 8.5 Faustregeln.- 8.6 Verdunstung.- 9 Ausgesuchte Probleme der Thermodynamik.- 9.1 Tropfen und Blasen.- 9.2 Nebel und Woiken. Tropfen in feuchter Luft.- 9.3 Luftballons.- 9.4 Schall.- 9.5 Landau-Theorie der Phasenübergänge.- 9.6 Schwellen und Schrumpfen von Gelen.- 9.7 Gedächtnislegierungen.- Namen- und Sachverzeichnis.