Müller-Pouillets Lehrbuch der Physik - Band III, 1. Teil: Physikalische, chemische und technische Thermodynamik - einschl. Wärmeleitung [III/1, 11 ed.]

Table of contents :
Titelseite
Widmung
Vorwort
INHALTSVERZEICHNIS ZUM DRITTEN BANDE. (ERSTE HÄLFTE).
Tabelle der häufiger benutzten Formelzeichen
Bezeichnungen einiger wichtiger thermodynamischer Größen in der sonstigen Literatur
Einleitung
Elementare Einführung - einiger Grundbegriffe der Wärmelehre
Allgemeiner Teil
A. Experimentelle Methoden
Erstes Kapitel. Thermometrie
Zweites Kapitel. Kalorimetrie
B. Die Grundgesetze der Wärmelehre
Drittes Kapitel. Der erste Hauptsatz der Wärmelehre
Viertes Kapitel. Der zweite Hauptsatz der Wärmelehre
Fünftes Kapitel. Überblick über die geschichtliche Entwicklung der thermodynamischen Prinzipien
Spezieller Teil
I. Systeme gleichförmiger Temperatur
A. Homogene Einkomponentensysteme
Sechstes Kapitel. Die thermische Zustandsgleichung
Siebentes Kapitel. Die kalorische Zustandsgleichung I
Achtes Kapitel. Kalorische Zustandsgleichung II
B. Heterogene Einkomponentensysteme
Neuntes Kapitel. Das Gleichgewicht zwischen verschiedenen Aggregatzuständen
Zehntes Kapitel. Energieänderungen beim Phasenübergang (latente Wärme)
Elftes Kapitel. Grenzflächenerscheinungen
Zwölftes Kapitel. Geschwindigkeitsphänomene bei Phasenänderungen
C. Homogene Mehrkomponentensysteme
Dreizehntes Kapitel. Allgemeine Eigenschaften von Mischungen und Lösungen
Vierzehntes Kapitel. Gleichgewichte in Gasmischungen und Lösungen
Fünfzehntes Kapitel. Zeitliche Veränderungen vor der Einstellung des Gleichgewichts
D. Heterogene Mehrkomponentensysteme
Sechzehntes Kapitel. Das Gleichgewicht heterogener Systeme vom phänomenologischen Standpunkt aus.
Siebzehntes Kapitel. Thermodynamische Behandlung ausgewählter heterogenerMehrkomponentensysteme
Achtzehntes Kapitel. Grenzflächenerscheinungen
Neunzehntes Kapitel. Umwandlungs- und Reaktionsgeschwindigkeit im heterogenen Mehrkomponentensystem.
II. Systeme ungleichförmiger Temperatur
A. Thermische und kalorische Vorgängeohne Berücksichtigung einer möglichen Arbeitsleistung
Zwanzigstes Kapitel. Gleichgewicht und chemische Reaktionsgeschwindigkeitbei ungleichförmiger Temperatur
Einundzwanzigstes Kapitel. Wärmeleitung
B. Wärmetechnische Vorgänge mit Arbeitsabgabe( Wärmekraftmaschinen)
Zweiundzwanzigstes Kapitel. Allgemeine thermodynamische Grundlagen der Wärmekraftmaschinen
Dreiundzwanzigstes Kapitel. Wärmekraftmaschinen mit äußerer Verbrennung
Vierundzwanzigstes Kapitel. Wärmekraftmaschinen mit innerer Verbrennung
C. Wärmetechnische Vorgänge mit Arbeitsaufwand (Wärmearbeitsmaschinen)
Fünfundzwanzigstes Kapitel. Verdichtung von Gasen (Kompressoren)
Sechsundzwanzigstes Kapitel. Wärmetransport unterArbeitsaufwand (Kältemaschinen einschl. Wärmepumpe)
Siebenundzwanzigstes Kapitel. Zerlegung von Gasgemischen unter Arbeitsaufwand
Anhang: Physiologie der Wärme
Namen- und Sachverzeichnis
Berichtigungen

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Vorwort. Seit der Herausgabe der 10. Auflage dieses Lehrbuches sind auf dem Gebiet der Wärmelehre, ebenso wie auf einer Reihe anderer Teilgebiete der Physik nicht nur unsere Kenntnisse zahlreicher Einzelerscheinungen wesentlich vermehrt worden, sondern auch unsere Grundauffassung einiger fundamentaler Ergebnisse hat eine so starke Änderung erfahren, daß eine völlige Neubearbeitung des Wärmebandes nicht zu umgehen war. Insbesondere hat die die Wärmelehre mit der Mechanik verknüpfende kinetische Theorie der Materie, die gegen Ausgang des vergangenen Jahrhunderts etwas in den Hintergrund getreten war, in den letzten Jahrzehnten auf Grund des gemeinsamen Ergebnisses bedeutsamer experimenteller und theoretischer Untersuchungen wieder stark an Bedeutung gewonnen und sich einen wohl für die Dauer gefestigten Stand erobert. Daher erschien es zweckmäßig, diesem Gebiet einen größeren zusammenhängenden Raum in einem besonderen (zweiten) Teilband zur Verfügung zu stellen, so daß es von der thermodynamischphänomenologischen Behandlung des Stoffes, dem die vorliegende (erste) Bandhälfte gewidmet ist, vollständig abgetrennt wurde. Eine derartige Teilung bedingte nun allerdings einige Härten, da ja eine Reihe von Erscheinungen und Gesetzen der Wärmelehre nunmehr zweimal behandelt werden mußte, doch wird dieser Nachteil wohl reichlich dadurch aufgewogen, daß die grundsätzliche Verschiedenheit in den Methoden der beiden Denk- und Forschungsarten auf diese Weise viel schärfer herausgearbeitet werden konnte als bei einer gemeinsamen Behandlung; gerade die Betonung des Methodischen wurde ja bereits im Hanptvorwort als eines der wesentlichen Ziele des Gesamtwerkes bezeichnet. Die Veröffentlichung einer zusammenfassenden modernen Darstellung der kinetischen Theorie der Wärme im Rahmen des Müller-Pouilletscheu Lehrbuches erschien ferner deshalb gerechtfertigt und wünschenswert, weil gegenwärtig in der gesamten Weltliteratur nur sehr wenige Bücher existieren, die ein ähnliches Ziel verfolgen. Das Hauptstreben bei der Bearbeitung der vorliegenden thermodynamisch-phänomenologischen Bandhälfte ging dahin, das gesamte Gebiet einschließlich seiner Anwendungen nach Möglichkeit zusammenzufassen. Die Schwierigkeiten einer derartigen einigermaßen einheitlichen Darstellung erwiesen sich als recht erheblich, denn gerade das wichtigste Anwendungsgebiet der Wärmelehre, die technische Thermodynamik, hat sich bereits seit langem, beinahe sogar vom Beginn ihres Entstehens an, von der in der reinen Physik gebräuchlichen Betrachtungsweise weitgehend abgelöst und ihre eigenen Methoden und Hilfsmittel entwickelt, so daß

INHALTSVERZEIOHNIS ZUM DRrrTEN BANDE. (ERSTE HÄLFTE *).

Einleitung. Seite

Elementare Einführung- einiger Grundbegriffe derWärmelehre (§ 1-6)

Allgemeiner Teil. A. Experimentelle Methoden. Erstes Kapitel.

Thermometrie. Von R. Suhrmann, Breslau. a) Allgemeines (§ 1-2) . . . . . . . . . . . • . . . . b) Temperaturmessung mit dem Gasthermometer (§ 3-5) c) Flüssigkeitsthermometer und Metallstreifenthermometer

18 21

(Thermographen)

(§ 6-12)

. d) Widerstandsthermometer (§ 13-17) . . . . . . . . . . e) Thermoelemente (§ 18-22). . . . . . . . . . . . . . f) Temperaturmessung auf Grund der Strahlung (§ 23-26) g) Weitere Methoden zur Temperaturmessung (§ 27-28)

57 65

h) Vorrichtungen zur Herstellung konstanter Temperaturen (§ 29-32) i) Historisches (§ 33) . . . . . . . . . . . . . . • . . . . . . . .

69 76

31 40 49

Zweites Kapitel.

Kalorimetrie. a) Allgemeines (§ 1) . . . . . . b) Erwärmungskalorimeter (§ 2-8) c) Isotherme Kalorimeter (§ 9-10)

79 81 102

B. Die Grundgesetze der Wärmelehre. Drittes Kapitel.

Der erste Hauptsatz der Wärmelehre. a) Das Äquivalenzprinzip (§ 1-6) . . . . . . . . • . . . . . . . . . 108 b) Das Energieprinzip (§ 7-9) • . . • . • . . . . • . . . . 126 c) Anwendung des ersten Hauptsatzes auf isotherme chemische Zustandsänderungen (§ 10-11) . . . . . . . • . . . . . 134 d) Experimentelle Methoden zur Bestimmung chemischer Wärmetönungen

(§ 12-16). . . . . . . . . . . . . . . . • . . . • . . . e) Die Temperaturabhängigkeit der inneren Energie (§ 17-18)

139

152

") Diejenigen Kapitel und Abschnitte, bei denen der Name des Verfassers nicht ausdrücklich angegeben ist, sind von A. Eucken bearbeitet,

x

Inhaltsverzeichnis.

Viertes Kapitel.

Der zweite Hauptsatz der Wärmelehre. Se ite

a) b) c) d) e) f)

Allgemeine Grundlagen (§ 1-3) . . . . . . . . . . . . Ableitung der Grundgleichungen des zweiten Hauptsatzes (§ 4-7) . Das Entropieprinzip (§ 8-13) . . . . . . . . . . . . . Folgerungen aus den Grundgleichungen des zweiten Hauptsatzes (§ 14-21) Gleichgewichtsbedingungen (§ 22-25) . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ermittlung des Absolutwertes der charakteristischen Funktionen (N ern s tsches Wärmetheorem) (§ 26-29) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

158 162 167 177 195 202

Fünftes Kapitel.

Überblick über die gesc hichtliche Entwicklung der thermodynamischen Prinzipien. (§ 1-6)

.

211

Spezieller Teil. J. Systeme gleichförmiger Temperatur. A. Homogene Einkomponentensysteme. Sechstes Kapitel.

Die thermische Zustandsgleichung. Charakterisierung der verschiedenen Aggregatzustände Materie (§ 1) • . . • • . . . . . . . . . . . . . . . 1. Gase und FI üssigkeiten

. a) Experimentelle Metboden zur Bestimmung der Zustandsgrößen. a) Spezifisches Volumen der Gase (Gas- und Dampfdichte) (§ 2-4) ß) Kompressibilität (Isothermenverlauf) (§ 5-7) . . . . . . . . . y) Thermischer Ausdehnungs- und Spannungskoeffizient (§ 8-10) . b) Ergebnisse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . a) Überblick (§ 11-12) . ß) Der Grenzzustand sehr geringer Dichte (ideale Gase) (§ 13-17) y) Mittlere Dichten (reale Gase und Flüssigkeiten) (§ 18-24) . 2. Feste Körper (von A. Magnus, Frankfurt a. M.) a) Experimentelle Methoden. . . . . . . a) Thermische Ausdehnung (§ 25-27) ß) Kompressibilität (§ 28-30) b) Ergebnisse (§ 31-34)

der 227 228 228 228 240 250 254 254 261 274 301 301 301 3lt 315

Siebentes Kapitel.

Die kalorische Zustandsgleichung I. (Temperaturabhängigkeit der inneren Energie und des WärmeinhaI ts bei k o n s t a n t e m Volumen bzw. konstantem Druck.) L Gase . . • • . . . . . . . . . . • . . . . . . . . . 324 a) Die experimentelle Bestimm ung der Molwärmen . . . . . . . 324 a) Vorbemerkungen (thermodynamische Beziehungen) (§ 1-3) 324 f-J) Methoden zur Bestimmung von Ce (§ 4-6) 328 y) Methoden zur Bestimmung von c; (§ 7-8) 336 b) Ergebnisse für die Molwärmen der Gase (§ ~-12) 343

Inbaltsverzeichnis.

XI Seite

2. Feste Körper und Flüssigkeiten (von A. Magnus, Frankfurta. M., unter Mitwirkung von G. Hoffmann, Breslau). Allgemeines (§ 13) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . a) Experimentelle Methoden (§ 14). . . . . . . . . . . . . . . . . . a) Kalorimetrische Methoden (primäre Zustandsänderung) (§ 15-16) ß) Methoden der direkten (primären) Wärmezufuhr (§ 17-22) b) Ergebnisse. . . . . • . . . a) Flüssigkeiten (§ 23-24) . ß) Feste Körper (§ 25-30) .

354 354 356 356 361 372 372 374

Achtes Kapitel.

Kalorische Zustandsgleichung H. (Berücksichtigung sämtlicher Variablen.) 1. Gase und Flüssigkeiten. . . . . . . . . . . . . . . .... a) Abhängigkeit der inneren Energie und des Wärm einhalts der Gase von Volumen und Druck (von F. Poll itz er, München) (§ 1-11) . . . . . . . b) Entropieänderung und Arbeitsleistung bei Änderung von Volumen und Druck eines Gases (von F. Pollitzer, München) (§ 12-14) . . . . . c) Isentropische (adiabatisch-reversible) Zustandsänderungen . . . . . a) Ableitung der isentropischen Zustandsgleichungen (§ 15-18) . . ß) Experimentelle Methoden zur Bestimmung von u und Cp durch isentropisehe Zustandsänderungen (§ 19-21) . . . . . . . . . . .

391 391 418 424 424 429

2. Feste Körper (von A. Magnus, Frankfurt a. M., unter Mitwirkung von G. Hoffmann, Breslau). (§ 22-24). . . . . . . • . . . 440

B. Heterogene Einkomponentensysteme. Neuntes Kapitel.

Das Gleichgewicht zwischen verschiedenen Aggregatzuständen. 1. Allgemeines (§ 1-3). . . . . . . . . . . . . . . .

a) b) c) a) b)

2. Sy s t e m e gasförmig-flüssig (Dampfdruckkurve und Temperaturfunktion der Sättigungsvolumina) . Thermodynamische Beziehungen (§ 4-5) Experimentelle Methoden (§ 6-10) . . . Ergebnisse (§ 11-14) . . . . . . . . . 3. Sy s t e m e fest-flüssig (Schmelz- und Umwandlungskurven) Experimentelles (§ 15-16) Ergebnisse (§ 17-19) • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

449 454 454 459 479 487 487 491

Zehntes Kapitel.

Energieänderungen beim Phasenübergang (latente Wärme). 1. Thermodynamische Beziehungen (§ 1-4) 2. Experimen telle Methoden (§ 5-7) 3. Ergebnisse (§ 8-11) .

498 506 512

Elftes Kapitel.

Orenzflächenerscheinungen. 1. Allgemeine Grundlagen (§ 1-4) 2. Grenzfläch enerschein u ngen an Fl ü s s i g k e I ten (K apillaritä t). a) Experimentelle Methoden zur Bestimmung der Oberflächenspannung von Flüssigkeiten (§ 5-8) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . b) Ergebnisse (§ 9-11) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . c) Zusammenhang der Oberflächenspannung und Oberflächenenergie mit anderen physikalischen Größen (§ 12-14) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

523 534 534 551 561

XII

Inhal tsverzeichnis. Seite

3. Grellzflächenerscheinungen an f e s t e n Oberflächen a) Systeme fest-flüssig (§ 15) b) Grenzflächenerscheinungen bei festen Kristall(Metall-)aggregaten Fo Sauerwald, Breslau) (§ 16-20) 0

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572 572

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(von 573

Z wölttes Kapitel.

fieschwindigkeitsphänomene bei Phasenänderungen.

r.

Von

Sauerwald, Breslau.

a) Allgemeines (§ 1-2) b) Die Geschwindigkeit der Verdampfung und Kondensation (§ 3) a) Flüssigkeiten (§ 4-5). ß) Feste (kristallisierte) Körper (§ 6) c) Geschwindigkeit des Schmelzens und Erstarrens a) Schmelzen und Erstarren von Einzelkristallen (§ 7-9) . ß) Erstarren und Schmelzen von Kristallkonglomeraten (§ 10) d) Geschwindigkeit der Kristallisationen in festen Phasen (§ 11-12) 0

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c.

Homogene Mehrkomponentensysteme. Dreizehntes Kapitel.

Allgemeine Eigenschaften von Mischungen und Lösungen. a) Definitionen und allgemeine Zusammenhänge (§ 1-3) b) Thermische Zustandsänderungen (§ 4-5) c) Kalorische Zustandsänderungen (§ 6-9) 0

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59i:l 604 610

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Vierzehntes Kapitel.

fileichgewichte in fiasmischungen und Lösungen (u nt erb es 0 nd e r e I' Berücksichtigung der idealen Grenzzustände). Von A. Eucken, Breslau, A. Magnus, Frankf. a. Mo, unter Mitwirkung von H. Klinkhardt, Breslauo 1. Gleichgewichte physikalischer Natur 620 a) Gasmischungen (§ 1-4) 620 b) Lösungen (§ 5-10) 626 2. Gleichgewichte bei Vorhandensein chemischer Wechselwirkungen der Komponen ten 634 a) Gase (§ 11-20) . 634 b) Lösungen (§ 21-23) 655 0

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Fünfzehntes Kapitel.

Zeitliche Veränderungen vor der Einstellung des fileichg.ewichts. Von A. Eucken, Breslau, AoMagnus, Frankf. ao Mo, unter Mitwirkung von E, Donath, Breslau, 1. Die Komponenten

a) b)

sind vor der Einstellung des Gleichgewichts voneinander räumlich getrennt (Diffusion) Allgemeine Grundlagen (§ 1-2) Experimentelle Methoden zur Bestimmung des Diffusionskoeffizienten (§ 3) a) Gase (§ 3-5) ß) Lösungen (§ 6-7) y) Ergebnisse und praktische Anwendungen (8-10) 20 Zeitliche Veränderungen homogener Mischungen und Lösu ngen. (Gesch windigkeit chemischer Reaktionen.) Allgemeine Grundlagen (§ 11-15) Experimentelle Methoden zur Bestimmung der Reaktionsgeschwindigkeit (§ 16-17) Ergebnisse (§ 18-21) 0

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c)

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a) b)

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660 660 664 664 667 670 675 675 681 685

Inhaltsverzeichnis.

XIII

D. Heterogene Mehrkomponentensysteme. Sechzehntes Kapitel.

Das Oleichgewicht heterogener Systeme vom phänomenologischen Standpunkt aus. Von F. Sauerwald, Breslau.

a)

h)

a) b)

Übersicht (§ 1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1. Allgemeinere Gesetze und Typen einfacher Zustandsdiagramme (§ 2-7) . . . . . . ............•.... 2. Spezielle Gleichgewichte wesentlich physikalischer Natur Experimentelles . . . . . . . . . . . . . . . . a) Systeme mit einer gasförmigen Phase (§ 8-9) ß) Kondensierte Systeme (10-17) . Zustands- und Realdiagramme. Vorbemerkung (§ 18) a) Zweistoffsysteme (§ 19-26) ß) Dreistoffsysteme (§ 27-31) y) Vierstoffsysteme (§ 32-35) 3. Spez ielle Glei chgew ich te üb erwi egend c h e m i scher N atu r . Experimentelles (§ 36) . . Typische Beispiele . . . . . . a) Zweistoffsysteme (§ 37) . . ß) Dreistoffsysteme (§ 38-39)

Seite

695 697 709 709 709

712 721

722 743 756 759 759 761 761

762

Siebzehntes Kapitel.

Thermodynamische Behandlung ausgewählter heterogener Mehrkomponentensysteme. 1. Zweiphasensysteme . . . . . . . . . . . . . . . a) Systeme, bei denen eine (verdünnte) Gasphase auftritt . . . a) Systeme: Lösung - Dampf einer Kompouente (§ 1-2) ß) Systeme: Dampfmischung - Kondensat e i n e I' Komponente (§ 3-4) y) Systeme: Dampfmischung - Flüssigkeitsmischung (§ 5-7) b) Systeme: Lösung - Bodenkörper (§ 8-10) 2. Mehrphasensysteme (§ 11-12). . . . .

769 769 769 773

776 780

792

Achtzehntes Kapitel.

Orenzflächenerscheinungen. [Oberflächenspannung von Lösungen, Adsorption.] 1. Der Gf b b as c h e Satz (§ 1-2) 798 2. Empirisches über die Oberflächenspannung von Lösungen

(§ 3-4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . 3. Die Adsorption an festen Oberflächen (§ 5-9)

802 806

4. Die Zustandsgleichung adsorbierter Oberflächenschichten (§ 10-14). . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . • . . • . . . 816 Neunzehntes Kapitel.

Umwandlungs- und Reaktionsgeschwindigkeit im heterogenen Mehrkomponentensystem. Allgemeines (S 1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . a) Die Ausgangs- und Endprodukte des Umsatzes befinden sich in zwei Phasen (§ 2-6). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . b) Die Ausgangsstoffe befinden sich in zwei, das Endprodukt in einer dritten Phase (§ 7) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . c) Die Ausg-angsstoffe und Endprodukte befinden sich in einer Phase (Kontaktkatalyse) (§ 8-9) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

823 823 837 839

XIV

Inhaltsverzeichnis.

11. Systeme ungleichförmiger Temperatur. A. Thermische und kalorische Vorgänge ohne Berücksichtigung einer möglichen Arbeitsleistung. Zwanzigstes Kapitel.

Gleichgewicht und chemische Reaktionsgeschwindigkeit bei ungleichförmiger Temperatur.

Seite

Vorbemerkung (§ 1) . a) Gleichgewichte bei ungleichförmiger Temperatur (§ 2-4) . b) Dynamische Vorgänge . . . a) Verbrennungen (§ 5-8) . ß) Detonationen (§ 9-11) .

846 846 853 853 863

Einundzwanzigstes Kapitel. Wärmeleitung. Von M. Jak 0 b, Charlottenburg. a) Die Grundbegriffe (Allgemeines, Wärmeleitzahl, Temperaturleitzahl, Wärmeübergangszahl, Wärmedurchgangszahl) (§ 1-5) . b) Die Wärmeleitung homogener Substanzen . a) Begriffe und Einteilung (§ 6) . . . . . . . . . . • . . . . . . . . • ß) Meßverfahren (ohne Energiemessung § 7, mit Messung der J 0 u I eschen Wärme elektrisch leitender Versuchskörper § 8-10, mit kalorimetrischer Energiemessung § 11, mit Energiemessung an elektrischen Heizkörpern § 12-14, Wärmestrommessung § 15, Messungen bei nichtstationärer Strömung und an anisotropen Substanzen § 16-17) . . . . . . . . . . y) Versuchsergebnisse und Gesetzmäßigkeiten (18-21) . . . • . . . . . . c) Die Wärmeleitung bei inhomogenen Körpern (Wärmeübergang und Wärmedurchgang), (Allgemeines § 21, Wärmeableitnng von Fußböden § 22, Wärmeübergang zwischen festen Körpern und Flüssigkeiten oder Gasen § 24-29, Wärmedurchgang § 30). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

871 880 880

881 913

920

B. Wärmetechnische Vorgänge mit Arbeitsabgabe (Wärmekraftmaschinen). Zweiundzwanzigstes Kapitel.

Allgemeine thermodynamische Grundlagen der Wärmekraftmaschinen. Von G. Zerkowitz, München.. Aufgabe der Wärmemaschinen (§ 1). . . . . • . . . . . . 1. Al l ge m e i n e Gesichtspunkte über die Zustandsänderungen in Wärmemaschinen (§ 2-3) . . . . . . . . 2. Darstellungen für bestimmte Arbeitsstoffe (§ 3-4) Ideale Gase (§ 4-7) . . . . . . . . . Dämpfe (§ 8) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3. Strömungsvorgänge (§ 9-16) . . . . . . . . 4. Brennstoffenergie und maximale Arbeit (§ 17-20) a) Der technische Verbrennungsvorgang (§ 17-18) . . . . . . . . b) Höchstmögliche Arbeitsausbeute bei Wärmekraftmaschinen (§ 19-20)

938 940 948 949 957 961 979 979 985

Dreiundzwanzigstes Kapitel.

Wärmekraftmaschinen mit äußerer Verbrennung. Von G. Zerkowitz, )lünchen. 1. Erzielbare Arbeitsausbeute (§ 1-4) 2. Die Dampferzeugung (§ 5-7) . . . . 3. Die Kolbendampfmaschine (§ 8-12) 4. Die Dampfturbine (§ 13-18) 5. Die Wärmeabfuhr (19-20) . . . . .

· 991 · 999 · 1004 · 1017 · 1035

xv

Inhaltsverzeichnis. Vierundzwanzigstes Kapitel.

Wärmekraftmaschinen mit innerer Verbrennung. Von G. Zerkowitz, München.

Seite

1. Die Wirkungsweise der Verbrennungsmaschinen (§ 1-3) . . 1037

2. Gedachte Kreisprozesse unter Zugrundelegung eines idealen Gases (§ 4-6) .1043 3. Die wirklichen Prozesse . . • . . . . . . . . . . . . . . . . 1049 a) Abweichungen gegenüber den idealisierten Kreisprozessen (§ 7-8). . . . . 1049 b) Thermodynamische Berechnung unter vereinfachten Annahmen (§ 9-13) . 1052 c) Versuche an ausgeführten Maschinen und Berechnungsbeispiele (§ 14-16) . 1057 4. Die Verbrennungsturbine (§ 17-18) 1063

c.

Wärmetechnische Vorgänge mit Arbeitsaufwand (Wärmearbeitsmaschinen). Fünfundzwanzigstes Kapitel.

Verdichtung von Oasen (Kompressoren). Von G. Zerkowitz, München. (§ 1-3)

.

1067

.

Sechsundzwanzigstes Kapitel.

Wärmetransport unterArbeitsaufwand (Kältemaschinen einseht. Wärmepumpe). Von F. Pollitzer, München. a) Allgemeines (§ 1-3). . . . . . . . . . • . . . . . . . . . . • . 1077 b) Ausdehnung unter Leistung vorwiegend innerer Arbeit (§ 4-10) . 1081 a) Verdampfung von Flüssigkeiten (§ 4-7) . . . . . . . . 1081 ß) Abdrosselung von Gasen (§ 8-10) . . . . . . . . . . . . . . 1093 c) Ausdehnung unter Leistung vorwiegend äußerer Arbeit (§ 11-13) . 1102 d) Ersatz der Arbeitsleistung durch gleichzeitigen Wärmetransport von höherer zu tieferer Temperatur (§ 14). . . . . . • . . . . . . . . . . . . . . . 1109 Siebenundzwanzigstes Kapitel.

Zerlegung von Oasgemischen unter Arbeitsaufwand. Von F. Pollitzer, München. (§ 1-5) . . . .

. . . . . . • . 1114

A n h a n g:

Physiologie der Wärme.

Von U. E b b eck e, Bonn. 1. Die Temp'eraturempfindungen . . . . • . . . . . . . . . . . 1133 2. Wärmehaushalt und Temperaturregulierung des Organismus 1140 3. Wärmebildung im Organismus .1149

Namen- und Sachverzeichnis

. 1156

Berichtigungen

. 1185

.

Tabelle der häufiger benutzten Formelzeichen. Falls bei einem mehrdeutigen Symbol eine Verwechslung der Bedeutungen möglich erscheint, wird dasselbe für den mit [J bezeichneten Begriff mit einer eckigen Klammer versehen.

A

A'm

A'r A't a

(/'/

a 1J

b

Cv

1. Masse

eines Gramm- (bzw. Kilogramm-) Atoms 1), zugleich Atomgewicht 2. Die dem System zugeführte mechanische Energie (äußere Arbeit). Zug e f ü h I' t e te c h n i s c h e Ar bei t. Die vom System a bgege b ene mec h a n isc he Energie (äußere .AI' bei t). Maximale Nutzarbeit (= Abnahme des thermodynamischen Potentials bei konstanter Temperatur). Maximale Arbeit (= Abnahme der freien Energie bei konstanter Temperatur). A b ge g e ben e tee h n i sc h e Ar bei t. Beliebige konstante Größe, speziell: erste van der Waalssche Konstante, Temperaturleitzahl. 1. Kubischer thermischer Ausdehnungskoeffizient. 2. Dissoziationsgrad. Linearer thermischer Ausdehnungskoeffizient. Wärmeübergangszahl. Beliebige Konstante, speziell zweiter Virialkoeffizient. Beliebige Konstante, speziell zw eite v a n der W a a l s sche Konstante. Kubischer Spannungskoeffizient. Linearer Spannungskoeffizient. Molwärme (Atomwärme) 1) 2) Molwärme (Atomwärme) bei konstantem Druck 1) 2). Molwärme (Atomwärme) bei konstantem Volumen 1) 2).

Cl' Cv

CI

c

Spezifische Wärme bei konstantem Druck 1) 2). Spezifische Wärme bei konstantem Volumen 1) 2). Konventionelle chemischeKonstante. Konzentration (Mol/Liter).

(;~).

r

Molenbruch

D d E

e

Diffusionskoeffizient. Durchmesser. 1. Energie (allgemein). 2. Elektromotorische Kraft []. Basis der natürlichen Logarithmen

rJ

(2,71828 ...). 1. Koeffizi~nt der inneren Reibung

(Viskosität). 2. Wirkungsgrad (Gütegrad).

'YIT Thermischer Wirkungsgrad. [F] Äquivalentladung (Ladung

eines ein wertigen Grammatoms), F; (Zunahme der) freie(n) Energie. Desgl. pro Mol. F p (Zunahme des) t her 1"".0 d y TI a m, Potentiales). t: Desgl. pro Mol. G 1. Gewicht 1). 2. Beliebige Zustandsfunktion (Kap. XVI). (; Durchströmendes Gewicht (pro Zeiteinheit). 9 Beschleunigung der Sch were, h 1. Höhe. 2. Plancksches elementares Wirkungsquantum (6,54. 10- 27 abs. Eillh.). h Wärmegefälle. I (Zunahme d ea) Wärme in halt (s) (Enthalpie).

t;

1) Als Masseneinheit gilt in den Kapiteln I bis XXI Gramm, in den Kapiteln XXII bis XXVII 1 Kilogramm. i) Als Einheit der Wärmemenge gilt in den Kapiteln I bis XXI in der Regel (nicht ausschließlich) die kleine 150-Kalorie (cal), in den Kapiteln XxII bis XXVII die Kilogrammkalorie (kcal).