Wiley-Schnellkurs Thermodynamik

Inhaltsverzeichnis

Einleitung 21
Teil I: Grundlagen

1 Eine kurze Einführung in die Thermodynamik 27

Definition der Thermodynamik 27

Eine kurze Geschichte der Thermodynamik 28

Makroskopische Thermodynamik und statistische Thermodynamik 30

Die Rolle der Thermodynamik in der Physik und den anderen Naturwissenschaften 31

2 Ein klein wenig Mathematik 33

Absolute Größen, Differenzen und Differentiale 33

Ableitungen und partielle Ableitungen 34

VomDifferential zur Differenz: Integralrechnung 39

Teil II: Die wichtigsten Begriffe der Thermodynamik

3 Alles über Wärmephänomene 43

Wärme führt zur Ausdehnung von Körpern 43

Wärme kann gespeichert werden 46

Wärme kann transportiert werden 51

4 Den Zustand eines System beschreiben: Zustandsgrößen 59

Sie bestimmen den Zustand eines Systems: Die Zustandsgrößen 59

Der Druck wird durch die Bewegung von Teilchen verursacht 60

Auch die Temperatur wird durch Bewegung verursacht 65

Man kann sie mikroskopisch oder makroskopisch angeben: Die Stoffmenge 70

Jedes System enthält Energie: Die innere Energie 72

Eine schwer zu fassende Größe: Die Entropie 73

5 Ab jetzt wird es dynamisch: Zustandsänderungen 77

Der Behälter besitzt einen beweglichen Deckel: Isobare Änderungen 78

Der Behälter besitzt einen festen Deckel: Isochore Änderungen 80

In einem Wärmebad: Isotherme Änderungen 81

Das System ist isoliert: Adiabatische Änderungen 82

Von großer technischer Bedeutung: Isentrope und polytrope Änderungen 86

6 Abstrakt, aber hilfreich: Thermodynamische Potentiale 91

Definition des Begriffs des thermodynamischen Potentials 91

Die wichtigsten thermodynamischen Potentiale 94

Ende der theoretischen Betrachtung: Anwendungen und Beispiele 100

Teil III: Das wichtigste über Gase

7 Die Beschreibung von Gasen: Zustandsgleichungen 107

Es ist zwar eine Näherung, aber eine gute: Das ideale Gasgesetz 108

In der Realität gibt es Abweichungen: Die van-der-Waals-Gleichung 115

Jenseits des Kritischen Punkts ist alles anders 118

8 Freiheitsgrade und Bewegungen: Energetische Betrachtungen 123

Es gibt viele Möglichkeiten, sich zu bewegen: Freiheitsgrade 123

Auch bei der inneren Energie spielen die Freiheitsgrade eine Rolle 128

Nicht alle Teilchen sind gleich schnell: Geschwindigkeitsverteilungen 130

Teil IV: Die Hauptsätze der Thermodynamik

9 Es geht ums Gleichgewicht: Der nullte Hauptsatz 135

Thema des nullten Hauptsatzes: Das thermische Gleichgewicht 135

18 Inhalt

Formulierungen des nullten Hauptsatzes 136

Bedeutung und Anwendungen 137

Es geht darüber hinaus: Das thermodynamische Gleichgewicht 138

10 Er beschäftigt sich mit der Energie: Der erste Hauptsatz 141

Thema und Formulierungen 141

Vergleich der Formulierungen 142

Bedeutung und Anwendungen 144

11 Die Entropie kommt ins Spiel: Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik 151

Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik 151

Vergleich der Formulierungen 152

Die Entropie zum Zweiten 154

Die Entropie und die Ordnung 157

Ein kurzer Ausflug in die Welt der Perpetua mobilia 158

12 Der absolute Nullpunkt ist unerreichbar: Der dritte Hauptsatz 161

Zwei Themen: Der Nullpunkt und die Entropie 161

Kurz und knapp: Die Formulierungen 161

Vergleich der Formulierungen 162

Der Nullpunkt und die Entropie 163

Teil V: Thermodynamik in der Praxis

13 Besser geht es nicht: Ideale thermodynamische Prozesse 167

Alles über Prozesse 168

Der theoretisch beste Prozess: Der Carnotprozess 171

Die ideale Gasturbine: Der Joule-Kreisprozess 176

Das ideale Dampfkraftwerk: Der Clausius-Rankine-Prozess 179

Nicht die Arbeit, sondern die Temperatur ist das Ziel: Wärmepumpe und Kältemaschine 181

Inhalt 19

14 Reale Prozesse I: Wärmekraftmaschinen 189

Wärmekraftmaschinen: Eine Übersicht 189

Er bewegt uns seit mehr als 100 Jahren: Der Ottomotor 190

Eine solide Alternative: Der Dieselmotor

Wiley-Schnellkurs Thermodynamik

Die Grundlagen auf einen Blick. Vom mathematischen Rüstzeug bis zur statistischen Thermodynamik. Schnelltest: Mit Übungsaufgaben und Lösungen

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eBook

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Beschreibung

Details

Einband

Taschenbuch

Erscheinungsdatum

14.01.2015

Verlag

Wiley-Vch

Seitenzahl

284

Maße (L/B/H)

21,3/14,6/2 cm

Beschreibung

Details

Einband

Taschenbuch

Erscheinungsdatum

14.01.2015

Verlag

Wiley-Vch

Seitenzahl

284

Maße (L/B/H)

21,3/14,6/2 cm

Gewicht

372 g

Auflage

1. Auflage

Sprache

Deutsch

ISBN

978-3-527-53010-6

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  • Wiley-Schnellkurs Thermodynamik
  • Einleitung 21
    Teil I: Grundlagen

    1 Eine kurze Einführung in die Thermodynamik 27

    Definition der Thermodynamik 27

    Eine kurze Geschichte der Thermodynamik 28

    Makroskopische Thermodynamik und statistische Thermodynamik 30

    Die Rolle der Thermodynamik in der Physik und den anderen Naturwissenschaften 31

    2 Ein klein wenig Mathematik 33

    Absolute Größen, Differenzen und Differentiale 33

    Ableitungen und partielle Ableitungen 34

    VomDifferential zur Differenz: Integralrechnung 39

    Teil II: Die wichtigsten Begriffe der Thermodynamik

    3 Alles über Wärmephänomene 43

    Wärme führt zur Ausdehnung von Körpern 43

    Wärme kann gespeichert werden 46

    Wärme kann transportiert werden 51

    4 Den Zustand eines System beschreiben: Zustandsgrößen 59

    Sie bestimmen den Zustand eines Systems: Die Zustandsgrößen 59

    Der Druck wird durch die Bewegung von Teilchen verursacht 60

    Auch die Temperatur wird durch Bewegung verursacht 65

    Man kann sie mikroskopisch oder makroskopisch angeben: Die Stoffmenge 70

    Jedes System enthält Energie: Die innere Energie 72

    Eine schwer zu fassende Größe: Die Entropie 73

    5 Ab jetzt wird es dynamisch: Zustandsänderungen 77

    Der Behälter besitzt einen beweglichen Deckel: Isobare Änderungen 78

    Der Behälter besitzt einen festen Deckel: Isochore Änderungen 80

    In einem Wärmebad: Isotherme Änderungen 81

    Das System ist isoliert: Adiabatische Änderungen 82

    Von großer technischer Bedeutung: Isentrope und polytrope Änderungen 86

    6 Abstrakt, aber hilfreich: Thermodynamische Potentiale 91

    Definition des Begriffs des thermodynamischen Potentials 91

    Die wichtigsten thermodynamischen Potentiale 94

    Ende der theoretischen Betrachtung: Anwendungen und Beispiele 100

    Teil III: Das wichtigste über Gase

    7 Die Beschreibung von Gasen: Zustandsgleichungen 107

    Es ist zwar eine Näherung, aber eine gute: Das ideale Gasgesetz 108

    In der Realität gibt es Abweichungen: Die van-der-Waals-Gleichung 115

    Jenseits des Kritischen Punkts ist alles anders 118

    8 Freiheitsgrade und Bewegungen: Energetische Betrachtungen 123

    Es gibt viele Möglichkeiten, sich zu bewegen: Freiheitsgrade 123

    Auch bei der inneren Energie spielen die Freiheitsgrade eine Rolle 128

    Nicht alle Teilchen sind gleich schnell: Geschwindigkeitsverteilungen 130

    Teil IV: Die Hauptsätze der Thermodynamik

    9 Es geht ums Gleichgewicht: Der nullte Hauptsatz 135

    Thema des nullten Hauptsatzes: Das thermische Gleichgewicht 135

    18 Inhalt

    Formulierungen des nullten Hauptsatzes 136

    Bedeutung und Anwendungen 137

    Es geht darüber hinaus: Das thermodynamische Gleichgewicht 138

    10 Er beschäftigt sich mit der Energie: Der erste Hauptsatz 141

    Thema und Formulierungen 141

    Vergleich der Formulierungen 142

    Bedeutung und Anwendungen 144

    11 Die Entropie kommt ins Spiel: Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik 151

    Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik 151

    Vergleich der Formulierungen 152

    Die Entropie zum Zweiten 154

    Die Entropie und die Ordnung 157

    Ein kurzer Ausflug in die Welt der Perpetua mobilia 158

    12 Der absolute Nullpunkt ist unerreichbar: Der dritte Hauptsatz 161

    Zwei Themen: Der Nullpunkt und die Entropie 161

    Kurz und knapp: Die Formulierungen 161

    Vergleich der Formulierungen 162

    Der Nullpunkt und die Entropie 163

    Teil V: Thermodynamik in der Praxis

    13 Besser geht es nicht: Ideale thermodynamische Prozesse 167

    Alles über Prozesse 168

    Der theoretisch beste Prozess: Der Carnotprozess 171

    Die ideale Gasturbine: Der Joule-Kreisprozess 176

    Das ideale Dampfkraftwerk: Der Clausius-Rankine-Prozess 179

    Nicht die Arbeit, sondern die Temperatur ist das Ziel: Wärmepumpe und Kältemaschine 181

    Inhalt 19

    14 Reale Prozesse I: Wärmekraftmaschinen 189

    Wärmekraftmaschinen: Eine Übersicht 189

    Er bewegt uns seit mehr als 100 Jahren: Der Ottomotor 190

    Eine solide Alternative: Der Dieselmotor