Thermische Verfahrenstechnik (Fach) / 1. Vorlesung: Grundlagen der thermischen Verfahrenstechnik (Lektion)
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- Einteilung und Def Zustandsgrößen mit Beispielen beschreibt Zustand eines physikalischen Systems 1) innere: -extensiv: mengenabhängig -intensiv: mengenunabhängig Bsp. Druck, Volumen, Temperatur 2) äußere Raumkoordinaten, Geschwindigkeit, Systemgrenzen nach Beobachterstandpunkt
- 10 Zustandsgrößen mit Def -Druck: F/A -Volumen -Temperatur: Maß für Wärmezustand -Diffusionskoeff: Massenstrom pro Konzgradient mal Fläche -Leitfähigkeit: Wärmestrom pro Fläche mal Tempgradient -Enthalpie: Energiezustand Körper in J/kg -innere Energie: innewohnender Energievorrat -Wärmemenge: wie Arbeit oder Energie J -Wärmestrom: wie Leistung J/s -spezif. Wärme c: bei gleichem Aggregatzustand zugeführte Wärmemenge, um Temp um 1 °C zu erhöhen
- Definition thermodynamisches System durch ortsfeste oder ortsveränderliche Grenzen festgelegter Bereich, zum Zwecke thermodynamischer Untersuchungen von Umgebung abgegrenzt
- Einteilung Untersuchungen an thermodynamischen Systemen Untersuchung: inneres und äußeres Verhalten inneres Verhalten: Eigenschaften Stoffe äußerem Verhalten: Wechselbeziehungen, Energie und Stofftransport
- Vergleich offenes und geschlossenes System -Materiemenge -Systemgrenzen -Energietransport geschlossen: Materiemenge konstant, Systemgrenzen können verändert werden, Energietransport ja aber nicht stoffgebunden über Wärme möglich offen: Materiemenge konstant, Zu oder Abnahme, Systemgrenzen veränderbar, Energietransport auch stoffgebunden
- Zustand Def Zustandsgrößen nehmen feste Werte an
- thermische Zustandsgleichung funktionaler Zusammenhang zwischen intensiven Druck, Temperatur und spezifischem Volumen
- allgemeine Form thermische Zustandsgleichung implizit f(p, v, T) = O
- explizite Formen der thermischen Zustandsgleichung p = p (v, T) v = v (T,p) usw.
- geometrische Darstellung thermische Zustandsgleichung als Flächen im dreidimensionalen p,v,T Raum
- mathematische Beschreibung der thermischen Zustandsgleichung -Änderung der drei Zustandsgrößen dz = partielle Ableitung von z nach x mal dx + partielle Ableitung von y nach x mal dy
- physikalische Interpretation der thermischen Zustandsgleichung Bsp: delta v durch delta T mal 1/vo ist die durch eine Temperaturänderung bei konstantem Druck verursachte Volumnänderung => thermischer Ausdehnungskoeffizient