Wiley-Schnelllkurs Thermodynamik

Raimund Ruderich, Wilhelm Kulisch

• Verlag: Wiley-VCH
• Jahr: 2015
• ISBN drucken: 9783527530106
• eBook-ISBN: 9783527693269
• Auflage: 1
• Thema: Naturwissenschaften
• Thema: Thermodynamik

Müssen Sie sich schnell ein solides Grundwissen in Thermodynamik aneignen? Dann ist dies genau das richtige Buch für Sie. Wilhelm Kulisch erklärt Ihnen die mathematischen Grundlagen, die Sie für die Thermodynamik brauchen, Zustandsgrößen, -änderungen und -gleichungen sowie die Hauptsätze der Thermodynamik und vieles mehr. Ein Eingangstest soll Ihnen dabei helfen, Ihre individuellen Schwächen aufzudecken, um sie dann
gezielt beheben zu können. Mit zahlreichen Beispielen und Übungsaufgaben können Sie Ihr neu erworbenes Wissen dann festigen und überprüfen. Dabei kommt der Autor schnell auf den Punkt und erklärt dieses manchmal etwas sperrige Thema so verständlich wie möglich.

Teil II:
Die wichtigsten Begriffe der Thermodynamik

Im zweiten Teil dieses Buchs werden grundlegende Begriffe, Größen und Zusammenhänge der Thermodynamik erläutert. Im vorliegenden Kapitel werden einige Effekte vorgestellt, die durch Wärme hervorgerufen werden: die thermische Ausdehnung, die Wärmespeicherung und die Wärmeleitung. Die daran anschließenden Kapitel beschäftigen sich dann mit thermodynamischen Zustandsgrößen und thermodynamischen Zustandsänderungen, die für den weiteren Verlauf dieses Buchs von großer Bedeutung sind. Abschließend werden thermodynamische Potentiale vorgestellt.

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Alles über Wärmephänomene

In diesem Kapitel

• Wärme führt zur Ausdehnung von Körpern
• Wärme kann gespeichert werden
• Wärme kann transportiert werden

Die Thermodynamik beschäftigt sich vorwiegend mit Gasen, sehr häufig auch mit Flüssigkeiten. Obwohl Festkörper im Verlauf dieses Buchs kaum eine Rolle spielen, werden in diesem Kapitel kurz drei wichtige thermische Eigenschaften von Festkörpern vorgestellt: die Wärmeausdehnung, die Wärmespeicherung und der Wärmetransport. Natürlich treten diese drei Effekte auch bei Gasen und Flüssigkeiten auf. Aber die Ausdehnung eines Gases bei Erwärmung wird ausführlich in Kapitel 7 diskutiert, die Wärmekapazität von Gasen spielt gleich mehrmals in diesem Buch eine Rolle. Daher konzentriert sich die Darstellung in diesem Kapitel vor allem auf Festkörper.

Wärme führt zur Ausdehnung von Körpern

Fast alle Materialien dehnen sich aus, wenn sie erwärmt werden. Wie in Kapitel 4 ausführlich diskutiert wird, schwingen die einen Körper bildenden Teilchen umso stärker gegeneinander, je höher seine Temperatur ist. Für diese Schwingungen brauchen die Teilchen mehr Platz, sodass sich der Körper ausdehnt. Das Ausmaß der Ausdehnung hängt vom Material ab.

Lineare Ausdehnung

Betrachten Sie zunächst den stabförmigen Körper in Abbildung 3.1. Wenn man ihn um eine Temperatur ΔT erwärmt, vergrößert sich seine Länge um ΔL. Dabei gilt die Beziehung:

Abbildung 3.1: Zur linearen Ausdehnung eines Körpers

Die Proportionalitätskonstante α wird linearer Wärmeausdehnungskoeffizient genannt. α besitzt die Einheit 1/K und ist eine Materialkonstante. Einige Werte von α sind in Tabelle 3.1 zusammengestellt, weitere Daten finden Sie in Tabellenwerken oder auch im Internet. In vielen Fällen liegen die Werte im Bereich von 10^–6 bis 10^–5, aber es gibt auch Materialien mit höheren Koeffizienten. Aber selbst die geringen Koeffizienten der Metalle sind durchaus von technischer Bedeutung, wie das Beispiel in Aufgabe 3.1. zeigt.

...

Material	Linearer Ausdehnungs‐koeffizient α [1/K]	Material	Linearer Ausdehnungs‐koeffizient α [1/K]

Inhaltsverzeichnis

• Cover
• Eingangstest
• Lösungen des Eingangstests
• Titel
• Impressum
• Einleitung
• Teil I: Die Grundlagen
• Teil II: Die wichtigsten Begriffe der Thermodynamik
• Teil III: Das wichtigste über Gase
• Teil IV: Die Hauptsätze der Thermodynamik
• Teil V: Thermodynamik in der Praxis
• Teil VI: Statistische Thermodynamik
• Glossar
• Lösungen der Aufgaben
• Index