TEDY

• Umrechnung von Einheiten


  1. Schritt 1

  2. Schritt 2

  3. etc...
• Thermodynamische Beschreibung eines Systems

  • Zustandsgrößen
  • Gleichgewichts- und Beharrungszustand
  • Zustandsänderungen eines Systems
  • Einheitlicher Stoff und thermische Zustandsgleichung
  • Thermische Ausdehnung und Kompressibilität

  
• Einheitliche Stoffe


  • p,T- und p,v-Diagramm eines reinen Stoffes
  • Das p-h-Diagramm eines reinen Stoffes
• Polytrope Zustandsänderungen


  1. Reversibel-polytrope Zustandsgleichungen

  2. Dissipation bei irreversibel-adiabaten Zustandsänderungen
• Kreisprozesse im Nassdampfgebiet


  1. Clausius-Rankine-Prozess

  2. Der Kaltdampfmaschinenprozess
• Gas-Dampf-Gemische


  • Ideale Gasgemische
• Thermodynamik


  Früher als Wärmelehre bezeichnet, befasst sich mit der Umwandlung und der Umwandelbarkeit verschiedener Energieformen ineinander
• Thermodynamik


  • Greift auf drei, nach manchen Definitionen auch auf vier Hauptsätze zurück
• Mechanik


  Beschreibt die Veränderungen einer Masse unter dem Einfluss von Kräften
• Thermodynamik


  Kommt eine weitere Grundgröße hinzu, die Temperatur

  
• Temperatur


  Kann in verschiedenen Einheiten gemessen werden, z.B. °C, °F, °R, K

  
• Umrechnung von Temperatureinheiten


  1. Celsius zu Kelvin: T_K = T_C + 273,15

  2. Celsius zu Fahrenheit: T_F = (T_C * 9/5) + 32

  
• SI-Einheitensystem


  • Basiseinheiten sind kg, m, s, A, K, mol, cd
  • Abgeleitete Einheiten werden aus Basiseinheiten zusammengesetzt
• Thermodynamisches System


  Eine makroskopische Stoffmenge, die durch eine materielle oder gedachte Systemgrenze vom Rest der Welt abgetrennt ist
• Systemgrenze


  • Unabhängig davon, ob die Systemgrenze tatsächlich als materielle Grenze vorhanden oder lediglich eine gedachte Grenze ist, gilt in jedem Fall, dass sie für Masse/Stoff undurchlässig ist

  
• Arten von Systemen


  • Abgeschlossenes System (kein Wärme- oder Arbeitsaustausch)
  • Geschlossenes System (Austausch von Wärme und/oder Arbeit, aber kein Stoffaustausch)
  • Stationär durchströmter Kontrollraum (Stoffaustausch)
• Zustandsgrößen


  Makroskopisch messbare Eigenschaften eines Systems, die sich ändern, wenn das System in Wechselwirkung mit der Umgebung tritt
• Beispiele für Zustandsgrößen


  • Volumen V
  • Dichte ρ
  • Temperatur T
  • Druck p
  • Verhältnis flüssig/gasförmig
  • Konzentration in Mischung
  • Geodätische Höhe z
  • Geschwindigkeit des Schwerpunkts

  
• Innere Zustandsgrößen


  Beschreiben den "inneren" Zustand des Systems
• Äußere Zustandsgrößen


  Beschreiben den äußeren Zustand des Systems

  
• Intensive Zustandsgrößen


  Zustandsgrößen, die in allen Teilsystemen eines homogenen Systems gleich sind
• Extensive Zustandsgrößen


  Zustandsgrößen, die in den Teilsystemen eines homogenen Systems ungleich sind
• Gleichgewichtszustand


  Zustand, in dem sich das System zeitlich nicht ändert
• Beharrungszustand


  Zustand eines stationär durchströmten Kontrollraums, in dem sich die Massen- und Energieströme an den Kontrollraumgrenzen nicht ändern
• Zustandsänderung eines Systems


  Änderung der Zustandsgrößen des Systems durch äußere Einwirkungen
• Beispiele für Zustandsänderungen


  • Erhöhung der Kolbenkraft auf ein Gas
  • Aufheben eines Steins vom Boden
  • Beheizen eines Systems
• System


  Kann verschiedene Arten von Zustandsänderungen erfahren
• Zustandsänderungen


  • Ein Gewicht auf dem frei beweglichen Kolben erhöht die Kraft des Kolbens auf das Gas
  • Ein Stein wird vom Boden aufgehoben und auf eine Mauer gelegt
  • Ein System wird von außen beheizt
• Wir wissen aus Erfahrung: im Zustand 2 ist der Druck des Gases gleich dem Druck im Zustand 1, das Volumen ist aber größer. Im Zustand 3 hingegen ist das Volumen gleich dem Volumen V1, aber p3>p1
• Schlussfolgerungen


  • Ein System ändert seinen Zustand durch Wechselwirkungen mit dem Rest der Welt
  • Die Zustandsgrößen eines Systems sind voneinander abhängig
• Thermische Zustandsgleichung


  Funktion F(p,v,T)=0 die Druck (p), spezifisches Volumen (v=V/m) und Temperatur (T) miteinander verknüpft

  
• Zwei-Eigenschaften-Regel


  Jede Zustandsgröße hängt von zwei anderen Größen ab
• Parameterlinien in Zustandsdiagrammen


  • Isochore (spezifisches Volumen konstant)
  • Isobare (Druck konstant)
  • Isotherme (Temperatur konstant)

  
• Einheitlicher Stoff


  Homogen in Zusammensetzung und chemischen Verbindungsarten, innerer Zustand durch Angabe von Masse und zwei unabhängigen Zustandsgrößen bestimmt
• Herleitung der thermischen Zustandsgleichung

  1. Betrachten eines einheitlichen Stoffes bei konstantem Druck in geschlossenem System

  2. Verwenden des Gay-Lussac'schen Gesetzes

  3. Verwenden des Boyle-Mariotte'schen Gesetzes

  4. Einführung der spezifischen Gaskonstante Ri

  5. Umformung zur Zustandsgleichung für ideale Gase
• Thermische Ausdehnung


  Thermischer Ausdehnungskoeffizient α
• Kompressibilität


  Kompressibilitätskoeffizient χ
• Zusammenhänge zwischen α, χ und β

  χ*β*p = α
• System


  Teil der Welt, den wir betrachten
• Umgebung


  Rest der Welt, der nicht zum System gehört