Baehr H.D., Kabelac S. Thermodynamik: Grundlagen und technische Anwendungen

14. Auflage. — Springer Dordrecht Heidelberg London New York, 2009. XIX, 667 S. — ISBN: 978-3-642-00555-8, e-ISBN: 978-3-642-00556-5, DOI 10.1007/978-3-642-00556-5.InhaltsverzeichnisAllgemeine Grundlagen
Thermodynamik
Von der historischen Entwicklung der Thermodynamik
Was istThermodynamik?
SystemundZustand
SystemundSystemgrenzen
Zustand und Zustandsgr¨ oßen
Extensive, intensive, spezifische und molare Zustandsgr¨ oßen,Dichten
FluidePhasen.Zustandsgleichungen
Prozesse
Prozeß und Zustands¨ anderung
ReversibleundirreversibleProzesse
Der
Hauptsatz der Thermodynamik als Prinzip der Irreversibilit¨at
Quasistatische Zustands¨ anderungen undirreversibleProzesse
Station¨ areProzesse
Temperatur
Thermisches Gleichgewicht und Temperatur
ThermometerundempirischeTemperatur
Die Temperatur des idealen Gasthermometers
Celsius-Temperatur. Internationale Praktische Temperaturskala
Die thermische Zustandsgleichung idealer GaseDer Hauptsatz der Thermodynamik
Der Hauptsatz f¨urgeschlosseneSysteme
MechanischeEnergien
Der Hauptsatz. InnereEnergie
Die kalorische Zustandsgleichung fluider Phasen
DieEnergiebilanzgleichung
Arbeit und W¨arme
MechanischeArbeitundLeistung
Volumen¨anderungsarbeit
Wellenarbeit
Elektrische Arbeit und Arbeit nichtfluider Systeme
W¨arme und W¨ armestrom
Energiebilanzgleichungen
Energiebilanzgleichungen f¨ ur geschlossene Systeme
Massenbilanz und Energiebilanz fur einenKontrollraum
Instation¨are Prozesse offener Systeme
Der Hauptsatz f¨ur station¨are Fließprozesse
EnthalpieDerHauptsatz der Thermodynamik
EntropieundEntropiebilanzen
Einf¨uhrende ¨Uberlegungen
Die Formulierung des
Hauptsatzes durch Entropie undthermodynamischeTemperatur
Die Entropiebilanzgleichung f¨ur geschlossene Systeme
Die Irreversibilit¨ at des W¨arme¨ubergangs und die
thermodynamischeTemperatur
Die Umwandlung von W¨ arme in Nutzarbeit
W¨armekraftmaschinen
Die Entropiebilanzgleichung f¨ur einen Kontrollraum
Die Entropiebilanzgleichung f¨ur station¨ areFließprozesse
Die Entropie als Zustandsgr¨oße
DieEntropie reinerStoffe
Die Messung thermodynamischer Temperaturen unddieEntropie ideale rGase
Das T,s-Diagramm
Fundamentalgleichungen und charakteristische Funktionen
Gleichgewichts- und Stabilit¨ atsbedingungen. Phasengleichgewicht
Die Anwendung des Hauptsatzes auf Energieumwandlungen:ExergieundAnergie
Die beschr¨ ankte Umwandelbarkeit der Energie
Die Definitionen von Exergie, Anergie und thermodynamischerUmgebung
Die Rolle der Exergie in der Thermodynamik undihrentechnischenAnwendungen
Die Berechnung von Exergien und Exergieverlusten
Exergie und Anergie der W¨arme
ExergieundAnergieeinesStoffstroms
Exergiebilanzen und exergetische WirkungsgradeDie thermodynamischen Eigenschaften reiner Fluide
Die thermischen Zustandsgr¨oßen
Die p, v, T-Fl¨ache
Das p, T-Diagramm und die Gleichung von Clausius-Clapeyron
DiethermischeZustandsgleichung
Das Prinzip der korrespondierenden Zust¨ ande
KubischeZustandsgleichungen
DasNaßdampfgebiet
NasserDampf
DampfdruckundSiedetemperatur
Die spezifischen Zustandsgr¨ oßen im Naßdampfgebiet
Zwei Stoffmodelle: ideales Gas und inkompressibles Fluid
Die Zustandsgleichungen des idealen Gases
Die spezifischen W¨ armekapazit¨ aten idealer Gase
Entropie und isentrope Zustands¨ anderungen idealerGase
Das inkompressibleFluid
Zustandsgleichungen,TafelnundDiagramme
Die Bestimmung von Enthalpie und Entropie mit Hilfeder thermischenZustandsgleichung
Fundamentalgleichungen
Schallgeschwindigkeit und Isentropenexponent
Tafeln der Zustandsgr¨ oßen
ZustandsdiagrammeGemische und chemische Reaktionen
MischphasenundPhasengleichgewichte
Gr¨oßen zur Beschreibung der Zusammensetzung
Mischungsgr¨oßen und die Irreversibilit¨at desMischungsvorgangs
Velle molare Gr¨oßen
Die Gibbs-Funktion einer Mischphase
Chemische Potentiale. Membrangleichgewicht
Phasengleichgewichte
Phasengleichgewichte in Zweistoffsystemen
Ideale Gemische
Ideale Gasgemische
Die Zustandsgleichungen idealer Gasgemische
Ideale L¨osungen
Phasengleichgewicht. Gesetz von Raoult
Ideale Gas-Dampf-Gemische.FeuchteLuft
Der S¨attigungspartialdruck des Wasserdampfes undderTaupunkt
AbsoluteundrelativeFeuchte
Die Wasserbeladung
Das spezifische Volumen feuchter Luft
DiespezifischeEnthalpie feuchterLuft
Das Enthalpie,Wasserbeladungs-Diagramm
DiespezifischeEntropie feuchterLuft
RealefluideGemische
Realpotential und Fugazit¨ atskoeffizient
Thermische Zustandsgleichungen f¨ urGemische
Die Berechnung des Verdampfungsgleichgewichts mit der thermischen Zustandsgleichung des Gemisches
Exzeßpotential und Aktivit¨atskoeffizient
Das Verdampfungsgleichgewicht bei m¨ aßigen Dr¨ ucken
Die L¨oslichkeit von Gasen in Fl¨ ussigkeiten
ChemischreagierendeGemische
ReaktionenundReaktionsgleichungen
St¨ochiometrie
Reaktionsenthalpien und Standard-Bildungsenthalpien
Der HauptsatzderThermodynamik
Die Anwendung des
Hauptsatzes auf chemischeReaktionen
ChemischeExergien
Reaktionsgleichgewichte
Die Bedingungen des Reaktionsgleichgewichts
Das Reaktionsgleichgewicht in einfachen F¨allen. Gleichgewichtskonstanten
Gasgleichgewichte
HeterogeneReaktionsgleichgewichteStation¨are Fließprozesse
Technische Arbeit, Dissipationsenergie und die
Zustands¨anderung des str¨ omendenFluids
DissipationsenergieundtechnischeArbeit
Polytropen.PolytropeWirkungsgrade
Str¨omungs-undArbeitsprozesse
Str¨omungsprozesse
Adiabate D¨ usenundDiffusoren
Querschnittsfl¨ achen adiabater D¨ usen und Diffusoren
AdiabateTurbinenundVerdichter
NichtadiabateVerdichtung
W¨arme¨ubertrager
Die Anwendung des
Hauptsatzes
Die Temperaturen der beiden Fluidstr¨ome
Der Exergieverlust eines W¨arme¨ubertragers
Thermische Stofftrennprozesse
Trocknen
erdampfenundEindampfen
Destillieren und Rektifizieren
AbsorbierenVerbrennungsprozesse und Verbrennungskraftanlagen
Mengenberechnung bei vollst¨andigerVerbrennung
BrennstoffeundVerbrennungsgleichungen
Mindestluftmenge, Luftverh¨ altnis und Verbrennungsgas
BrennstoffemitbekannterElementaranalyse
Brennstoffe mit bekannter chemischer Zusammensetzung
Energetik der Verbrennungsprozesse
Die Anwendung des
Hauptsatzes
HeizwertundBrennwert
AbgasverlustundKesselwirkungsgrad
Die Nutzung der Wasserdampf-Teilkondensation in Brennwertkesseln
Die adiabate Verbrennungstemperatur
DieExergiederBrennstoffe
Der Exergieverlust der adiabaten Verbrennung
erbrennungskraftanlagen
LeistungsbilanzundWirkungsgrad
Die einfache Gasturbinenanlage
Die genauere Berechnung des Gasturbinenprozesses
Die Gasturbine als Flugzeugantrieb
erbrennungsmotoren
DieBrennstoffzelle
Brennstoffzellen-SystemeThermodynamik der W¨armekraftanlagen
Die Umwandlung von Prim¨ arenergie in Nutzenergie
¨ Ubersicht ¨ uberdieUmwandlungsverfahren
ThermischeKraftwerke
Kraftwerkswirkungsgrade
Kreisprozesse f¨ur W¨armekraftmaschinen
Dampfkraftwerke
DieeinfacheDampfkraftanlage
Zwischen¨ uberhitzung
Regenerative Speisewasser- und Luftvorw¨ armung
DasmoderneDampfkraftwerk
KombinierteGas-Dampf-Kraftwerke
Kernkraftwerke
Die CO₂-EmissionenderStromerzeugung
Die Berechnung der CO₂-Emission
ErgebnisseThermodynamik des Heizens und K¨uhlens
Heizen und K¨ uhlen als thermodynamische Grundaufgaben
Die Grundaufgabe der Heiztechnik und der K¨altetechnik
W¨armepumpe und K¨ altemaschine
W¨armetransformation
Heizsysteme
Heizzahl und exergetischer Wirkungsgrad
KonventionelleHeizsysteme
W¨armepumpen-Heizsysteme
Kraft-W¨arme-Kopplung.Heizkraftwerke
Einige Verfahren zur K¨ alteerzeugung
K¨altemittel
Kompressionsk¨ altemaschinen
Absorptionsk¨ altemaschinen
Das Linde-Verfahren zur Luftverfl¨ussigungMengenmaße, Einheiten, Stoffdaten
Mengenmaße
Masse und Gewicht
Teilchenzahl und Stoffmenge
DasNormvolumen
Einheiten
Die Einheiten des Internationalen Einheitensystems
Einheiten anderer Einheitensysteme. Umrechnungsfaktoren
Stoffdaten
AllgemeineDaten
Berechnungsgleichungen f¨ur Enthalpie und Entropie vonLuftundVerbrennungsgasen
Tabellen der mittleren spezifischen W¨ armekapazit¨at und der spezifischen Entropie beim Standarddruck
Aus der Dampftafel f¨ur Wasser
Heizwerte, Brennwerte und Brennstoff-Exergien
Literatur
Sachverzeichnis