Thermodynamik – Verstehen durch Üben: Band 1 Energielehre

Description

Verstehen durch Üben setzt für das Studium der Energielehre in der Ausprägung der Technischen Thermodynamik auf die Kraft des zweckmäßig gewählten und ausführlich erklärten Beispiels. Jedes Kapitel enthält einen kompakten Überblick über die wichtigsten Zusammenhänge, die für das Lösen typischer und praktisch immer wieder auftretender Fragestellungen der Thermodynamik erforderlich sind. Die 70 komplexen, diesen Schwerpunkten zugeordneten Aufgaben werden vollständig durchgerechnet so dargestellt, dass sie helfen, sich rationell anwendungsorientiertes Wissen anzueignen. Das Buch ist daher hervorragend sowohl zum Selbststudium als auch als Nachschlagewerk geeignet. Es unterstützt eine effektive Prüfungsvorbereitung und ist ein guter Ratgeber für das tiefere Durchdringen thermodynamischer Fragestellungen im Berufsalltag des Ingenieurs sowie des Technikers. Angesprochen werden: - Studenten der Ingenieurwissenschaften an Universitäten und Fachhochschulen im Grundstudium - Studenten der Lehramtsstudiengänge für MINT-Fächer - Jungingenieure im Energiemaschinenbau und in der Energieversorgung - Energie- und Wärmetechniker Thermodynamik - Verstehen durch Üben: Eine verständliche und anschauliche Darstellung der ingenieurwissenschaftlichen Grundlagen der Thermodynamik. Konkrete Hilfestellung zur Klausurvorbereitung Die 2. Auflage revidiert die Inhalte und koordiniert sie mit denen der weiteren Bände des Werkes. Vorwort zur ersten Auflage Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung 1.1 Thermodynamik aus der Perspektive des Ingenieurs 1.2 Größen, Einheiten und Gleichungen 1.3 Wichtige Naturkonstanten 1.4 Das thermodynamische System 1.5 Der thermodynamische Zustand eines Systems 1.5.1 Der Zusammenhang zwischen Volumen, Masse und Stoffmenge 1.5.2 Druck 1.5.3 Temperatur 1.6 Prozessgrößen 1.7 Verstehen durch Üben: Grundlagen 2. Zustandsänderungen für ideales Gas 2.1 Der Modellstoff ideales Gas 2.2 Die thermische Zustandsgleichung des idealen Gases 2.3 Isentrope und polytrope Zustandsänderungen mit idealem Gas 2.4 Darstellung des Zustandsverhaltens in Diagrammen 2.5 Gemische idealer Gase 2.6 Grenzen für die Anwendung der thermischen Zustandsgleichung 2.7 Verstehen durch Üben: Ideales Gas 3. Kalorische Zustandsgleichungen und spezifische Wärmekapazitäten 3.1 Die kalorischen Zustandsgrößen innere Energie und Enthalpie 3.2 Die spezifischen Wärmekapazitäten für ideales Gas 3.3 Die spezifische Wärmekapazität für polytrope Zustandsänderungen 3.4 Eigenschaften der spezifischen Wärmekapazität 3.5 Die Grundgleichung der Kalorik und ihre Anwendung 3.6 Ergänzende Bemerkungen zur Modellbildung für Gase 3.7 Verstehen durch Üben: Grundgleichung der Kalorik 4. Erster Hauptsatz der Thermodynamik 4.1 Energiebilanz für das geschlossene System 4.2 Energiebilanz für ruhende offene Systeme 4.3 Verstehen durch Üben: Erster Hauptsatz 5. Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik 5.1 Definition der Entropie und Hauptaussagen 5.2 Hauptgleichungen der Thermodynamik 5.3 Berechnung der Entropie für ideales Gas 5.4 Ausgewählte Anwendungen 5.4.1 Der irreversible Vorgang der Drosselung 5.4.2 Mischung und Diffusion 5.4.3 Folgerungen aus Exergie und Anergie der Wärme 5.5 Verstehen durch Üben: Zweiter Hauptsatz 6. Thermisches Verhalten von reinen Stoffen bei Phasenübergängen 6.1 Phasengleichgewichtskurven im p,T-Diagramm 6.2 Phasenübergang fest-flüssig und flüssig-fest 6.3 Isobare Verdampfung und Kondensation 6.4 Verstehen durch Üben: Phasenübergang fest-flüssig 6.5 Verstehen durch Üben: Verdampfung und Kondensation 7. Kompressoren 7.1 Thermodynamische Grundlagen 7.2 Schadraumverhältnis und Füllungsgrad bei Kolbenverdichtern 7.3 Wirkungsgrade von Kompressoren 7.4 Effizienzsteigerung durch Mehrstufigkeit 7.5 Verstehen durch Üben: Kompressoren 8. Kreisprozesse für Wärmekraftmaschinen 8.1 Der Carnot-Prozess als Vorbild für alle Wärmekraftmaschinen 8.1.1 Thermodynamische Grundlagen 8.1.2 Prozesscharakteristik mit idealem Gas als Arbeitsmittel 8.1.3 Verstehen durch Üben: Carnot-Prozess 8.2 Vergleichsprozesse für Motoren mit innerer Verbrennung 8.2.1 Gleichraumprozess als Vergleichsprozess für Ottomotoren 8.2.2 Gleichdruckprozess als Vergleichsprozess für das Prinzip des Dieselmotors (klassischer Diesel-Prozess) 8.2.3 Der Seiliger-Prozess als Vergleichsprozess für Dieselmotoren 8.2.4 Verstehen durch Üben: Vergleichsprozesse für Motoren 8.3 Der Joule-Prozess als Vergleichsprozess für Gasturbinen 8.3.1 Der reversible thermodynamische Vergleichsprozess 8.3.2 Die Kreisprozesscharakteristik des Joule-Prozesses 8.3.3 Annäherung an den realen Prozess 8.3.4 Regeneration zur Steigerung des Wirkungsgrades 8.3.5 Verstehen durch Üben: Joule-Prozess 8.4 Der Clausius-Rankine-Prozess für Dampfkraftanlagen 8.4.1 Der reversible thermodynamische Vergleichsprozess 8.4.2 Beeinflussung des thermischen Prozesswirkungsgrades 8.4.3 Annäherung an den realen Kraftwerksprozess 8.4.4 Verstehen durch Üben: Clausius-Rankine-Prozess 9. Anhang 9.1 Verzeichnis der Aufgaben 9.2 Verzeichnis der Abbildungen 9.3 Verzeichnis der Formelzeichen 9.4 Maßeinheiten und Normzustände 9.5 Internationale Normatmosphäre nach DIN ISO 2533 9.6 Spezifische Wärmekapazitäten von Gasen 9.7 Formelzusammenstellung für ideales Gas 9.8 Stoffdaten für Wasser nach IAPWS-IF 97 Literatur Index