2. Erster Hauptsatz für geschlossene Systeme 2.1 Vorbemerkungen 2.2Arbeit 2.3 Innere Energie 2.4Wärme 2.5 Formulierung des ersten Hauptsatzes für ruhende geschlossene Systeme 2.6 Kalorische Zustandsgieichung 2.7 Enthalpie 2.8 Zusammenhang zwischen c p und cv
25 25 25 27 29 30 31 33 34
VTII
Inhalt
3. Ideale Gase 3.1 Vorbemerkungen 3.2 Die thermische Zustandsgieichung des idealen Gases 3.2.1 Verschiedene Formen der thermischen Zustandsgieichung . . 3.2.2 Mikroskopische Deutung der thermischen Zustandsgieichung des idealen einatomigen Gases 3.3 Kalorische Eigenschaften idealer Gase 3.3.1 Kalorische Zustandsgieichung 3.3.2 Mikroskopische Deutung der kalorischen Zustandsgieichung . 3.4 Einfache Zustandsänderungen idealer Gase 3.4.1 Isotherme Zustandsänderungen idealer Gase 3.4.2 Isochore Zustandsänderungen idealer Gase 3.4.3 Isobare Zustandsänderungen idealer Gase 3.4.4 Reversible adiabate Zustandsänderungen idealer Gase . . . . 3.4.5 Polytrope Zustandsänderungen idealer Gase 3.4.6 Reversible und irreversible Verdichtung des idealen Gases • . 3.4.7 Reversible und irreversible Prozesse 3.5 Kreisprozesse mit idealen Gasen 3.5.1 Zu Standsgrößen 3.5.2 Bestimmung der Differenz c p - c v 3.5.3 Der Carnotsche Kreisprozeß für ideale Gase 3.6 Gemische idealer Gase 3.6.1 Vorbemerkungen 3.6.2 Einige allgemeine Definitionen 3.6.3 Zustandsgieichungen für Gemische idealer Gase
4. Erster Hauptsatz für Systeme mit Bewegung 4.1 Vorbemerkungen 4.2 Bewegtes geschlossenes System im äußeren Kraftfeld 4.3 Erster Hauptsatz für offene Systeme 4.4 Stationäre Fließprozesse 4.5 Der Joule-Thomson-Versuch 4.6 Die Bernoullische Gleichung
76 76 76 77 78 80 81
5. Zweiter Hauptsatz 5.1 Vorbemerkungen 5.2DieCarnot-Maschine 5.2.1 Wirkungsgrad der Carnot-Maschine 5.2.2 Die absolute Temperaturskala
85 85 88 88 90
Inhalt 5.3 Zweiter Hauptsatz und Entropie . 5.3.1 Erster Teil des zweiten Hauptsatzes 5.3.2 Zweiter Teil des zweiten Hauptsatzes 5.3.3 Formulierung des zweiten Hauptsatzes 5.4Folgerungen aus dem zweiten Hauptsatz 5.4.1 Allgemeines 5.4.2 Das Temperatur-Entropie-Diagramm 5.4.3 Zustandsänderungen im Temperatur-Entropie-Diagramm . 5.4.4 Reversible Kreisprozesse 5.4.5 Zur Bedeutung der Entropie 5.5 Die thermodynamischen Potentiale 5.5.1 Die Potentialeigenschaft der inneren Energie 5.5.2 Transformation der unabhängigen Veränderlichen . . . . 5.5.3 Die Maxwell-Beziehungen 5.6 Weitere Beispiele für die Berechnung von Entropiedifferenzen . 5.6.1 Temperaturausgleich 5.6.2 Mischungsentropie 5.6.3 Dissipation 5.6.4 Adiabate Drosselung 5.7 Thermodynamisches Gleichgewicht 5.7.1 Maximum der Entropie 5.7.2 Anwendung auf den Gleichgewichtszustand eines einfachen thermodynamischen Systems 5.7.3 Extremaleigenschaften der thermodynamischen Potentiale . 5.8 Maximale Arbeit 5.8.1 Maximale Arbeit des geschlossenen Systems 5.8.2 Maximale Arbeit für offene stationäre Systeme 5.8.3 Bewertung der Energiearten 5.9 Ergänzungen zum zweiten Hauptsatz 5.9.1 Allgemeine Kraft-und Arbeitskoordinaten 5.9.2 Die Temperatur als integrierender Nenner 5.9.3 Reversible adiabate Flächen 5.9.4 Integrierender Nenner für die Wärme 5.9.5 Thermodynamische Bedeutung des integrierenden Nenners 5.9.6 Die Temperaturskala 5.9.7 Pfaffsche Formen 5.9.8 Die Aussage von Carathdodory
6. Mehrphasensysteme 6.1Dasvan-der-Waals-Gas 6.1.1 Thermische Eigenschaften 6.1.2 Kalorische Eigenschaften 6.1.3 Die Grenze zwischen gasförmiger und flüssiger Phase im p,v-Diagramm des van-der-Waals-Gases 6.2 Zum Zweiphasengebiet realer Gase 6.3 Die Dampfdruckkurve 6.4 Systeme mit drei Phasen
140 140 140 142
7. Dritter Hauptsatz
164
8. Gemische von Gasen und Dämpfen 8.1 Einleitung 8.2 Einige Definitionen 8.3 Kalorische Eigenschaften feuchter Luft 8.4 Das h,x-Diagramm feuchter Luft 8.5 Abkühlung feuchter Luft 8.6 Mischungsvorgänge feuchter Luft
167 167 167 172 172 175 176
146 151 154 159
9. Anwendungen der Gleichgewichtsbedingungen 179 9.1 Systeme mit chemischen Reaktionen 179 9.2 Das chemische Potential 181 9.3 Das Massenwirkungsgesetz 182 9.4 Das Gleichgewicht zwischen Phasen mit unterschiedlichen Drücken . 186 9.5 Druck- und Temperaturabhängigkeit der Konstanten des Massenwirkungsgesetzes 190 9.6 Der Satz von Hess 192 9.7 Heterogene Reaktionen 193 9.8 Die Kirchhoffsche Gleichung 194 9.9Katalyse 195 10. Technische Anwendungen der Kreisprozesse 197 10.1 Allgemeines 197 10.2 Verdichter 197 10.2.1 Einstufige Kolbenverdichter ohne schädlichen Raum . . 197 10.2.2 Mehrstufige Verdichtung ohne schädlichen Raum . . . . 201 10.2.3 Einstufige Kolbenverdichter mit schädlichem Raum . . . 204 10.2.4 Turboverdichter 206 10.2.5 Strahlverdichter 207
Inhalt
.
10.3 10.4 10.5 10.6
Der Ottoprozeß Der Dieselprozeß Der Seiliger-Prozeß Turbinen 10.6.1 Gasturbinen 10.6.2 Turbinenstrahltriebwerke 10.6.3 Staustrahltriebwerke 10.6.4 Wellenleistungstriebwerke 10.7 Raketen 10.8 Kälteerzeugung 10.9 Wasserdampf in Wärmekraftanlagen 11. Anwendung der Thermodynamik auf einfache Strömungsvorgänge . . 11.1 Schwache Störungen der Zustandsgrößen — Die Schallgeschwindigkeit 11.2 Einige Folgerungen aus dem ersten Hauptsatz 11.3 Grundgleichungen eindimensionaler Strömung 11.4 Strömung durch Rohre mit veränderlichem Querschnitt . . . . 11.5 Zustandsänderungen im Verdichtungsstoß 11.6 Entropiezunahme im Verdichtungsstoß 11.7 Fanno-Linie und Rayleigh-Linie
