| Inhaltsverzeichnis | 10 |
| 1 Grundlagen der Thermodynamik | 14 |
| 1.1 Aufgabe der Thermodynamik | 14 |
| 1.2 Größen und Einheitensysteme | 14 |
| 1.3 Thermische Zustandsgrößen | 15 |
| 1.3.1 Volumen | 15 |
| 1.3.2 Druck | 16 |
| 1.3.3 Temperatur | 18 |
| 1.4 Thermische Zustandsgleichung | 19 |
| 1.4.1 Thermische Zustandsgleichung eines homogenen Systems | 19 |
| 1.4.2 Thermische Zustandsgleichung des idealen Gases | 19 |
| 1.5 Mengenmaße Kilomol und Normvolumen | molare Gaskonstante | 20 |
| 1.6 Thermische Ausdehnung | 22 |
| 2 Erster Hauptsatz der Thermodynamik | 24 |
| 2.1 Energieerhaltung, Energiebilanz | 24 |
| 2.2 Arbeit am geschlossenen System | 24 |
| 2.3 Innere Energie | 27 |
| 2.4 Wärme | 28 |
| 2.5 Arbeit am offenen System und Enthalpie | 28 |
| 2.6 Formulierungen des ersten Hauptsatzes der Thermodynamik | 30 |
| 2.7 Kalorische Zustandsgleichungen | 31 |
| 2.7.1 Kalorische Zustandsgleichungen eines homogenen Systems | 31 |
| 2.7.2 Spezifische Wärmekapazitäten eines homogenen Systems | 31 |
| 2.7.3 Kalorische Zustandsgleichungen des idealen Gases | 34 |
| 2.7.4 Spezifische Wärmekapazitäten des idealen Gases | 34 |
| 2.7.5 Molare Wärmekapazitäten des idealen Gases | 39 |
| 3 Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik | 40 |
| 3.1 Aussagen des zweiten Hauptsatzes | 40 |
| 3.2 Entropie | 40 |
| 3.2.1 Einführung der Entropie | 40 |
| 3.2.2 Entropiebilanzen | 41 |
| 3.2.3 T,S-Diagramm | 41 |
| 3.3 Fundamentalgleichungen | 41 |
| 3.4 Einfache Zustandsänderungen des idealen Gases | 42 |
| 3.4.1 Isochore Zustandsänderung | 42 |
| 3.4.2 Isobare Zustandsänderung | 46 |
| 3.4.3 Isotherme Zustandsänderung | 50 |
| 3.4.4 Isentrope Zustandsänderung | 53 |
| 3.4.5 Polytrope Zustandsänderung | 53 |
| 3.4.6 Zustandsänderungen in adiabaten Systemen | 60 |
| 3.5 Kreisprozesse | 64 |
| 3.6 Adiabate Drosselung | 70 |
| 3.7 Instationäre Prozesse | 71 |
| 3.7.1 Füllen eines Behälters | 71 |
| 3.7.2 Temperaturausgleich | 71 |
| 3.8 Wärmetransport | 72 |
| 3.9 Exergie und Anergie | 72 |
| 3.9.1 Begrenzte Umwandelbarkeit der inneren Energie und der Wärme | 72 |
| 3.9.2 Exergie und Anergie eines strömenden Fluids | 72 |
| 3.9.3 Exergie und Anergie eines geschlossenen Systems | 74 |
| 3.9.4 Exergie und Anergie der Wärme | 76 |
| 3.9.5 Exergieverlust | 81 |
| 3.9.6 Exergetischer Wirkungsgrad | 84 |
| 3.9.7 Energie- und Exergie-Flussbild | 85 |
| 4 Das ideale Gas in Maschinen und Anlagen | 94 |
| 4.1 Kreisprozesse für Wärme- und Verbrennungskraftanlagen | 94 |
| 4.2 Kreisprozesse der Gasturbinenanlagen | 94 |
| 4.2.1 Arbeitsprinzip der Gasturbinenanlagen | 94 |
| 4.2.2 Joule-Prozess als Vergleichsprozess der Gasturbinenanlage | 94 |
| 4.2.3 Ericsson-Prozess als Vergleichsprozess der Gasturbinenanlage | 95 |
| 4.2.4 Der wirkliche Prozess in der Gasturbinenanlage | 97 |
| 4.3 Kreisprozess des Heißgasmotors | 105 |
| 4.4 Kreisprozesse der Verbrennungsmotoren | 109 |
| 4.4.1 Übertragung des Arbeitsprinzips der Motoren in einen Kreisprozess | 109 |
| 4.4.2 Otto-Prozess als Vergleichsprozess des Verbrennungsmotors | 109 |
| 4.4.3 Diesel-Prozess als Vergleichsprozess des Verbrennungsmotors | 109 |
| 4.4.4 Seiliger-Prozess als Vergleichsprozess des Verbrennungsmotors | 113 |
| 4.4.5 Der wirkliche Prozess in den Verbrennungsmotoren | 114 |
| 4.5 Kolbenverdichter | 123 |
| 5 Der Dampf und seine Anwendung in Maschinen und Anlagen | 128 |
| 5.1 Das reale Verhalten der Stoffe | 128 |
| 5.2 Wasserdampf | 130 |
| 5.3 Dampfkraftanlagen | 147 |
| 5.4 Kombiniertes Gas-Dampf-Kraftwerk (GUD-Prozess) | 155 |
| 5.5 Organische Rankine-Prozesse (ORC) | 156 |
| 5.6 Linkslaufende Kreisprozesse mit Dämpfen | 158 |
| 6 Gemische | 164 |
| 6.1 Die Zusammensetzungen von Gemischen | 164 |
| 6.2 Ideale Gemische | 164 |
| 6.3 Gemisch idealer Gase | 164 |
| 6.4 Gas-Dampf-Gemisch | Feuchte Luft | 165 |
| 6.5 Reale Gemische | 170 |
| 7 Strömungsvorgänge | 175 |
| 7.1 Kontinuitätsgleichung | 175 |
| 7.2 Der erste Hauptsatz der Thermodynamik für Strömungsvorgänge | 175 |
| 7.2.1 Arbeitsprozesse | 175 |
| 7.2.2 Strömungsprozesse | 177 |
| 7.3 Kraftwirkung bei Strömungsvorgängen | 177 |
| 7.4 Düsen- und Diffusorströmung | 177 |
| 8 Wärmeübertragung | 178 |
| 8.1 Arten der Wärmeübertragung | 178 |
| 8.2 Wärmeleitung | 178 |
| 8.2.1 Ebene Wand | 178 |
| 8.2.2 Zylindrische Wand | 179 |
| 8.2.3 Hohlkugelwand | 181 |
| 8.3 Konvektiver Wärmeübergang | 181 |
| 8.3.1 Wärmeübergang bei erzwungener Strömung | 181 |
| 8.3.2 Wärmeübergang bei freier Strömung | 184 |
| 8.3.3 Wärmeübergang beim Kondensieren und Verdampfen | 188 |
| 8.4 Temperaturstrahlung | 188 |
| 8.5 Wärmedurchgang | 191 |
| 8.6 Wärmeübertrager | 196 |
| 9 Energieumwandlung durch Verbrennung und in Brennstoffzellen | 202 |
| 9.1 Umwandlung der Brennstoffenergie durch Verbrennung | 202 |
| 9.2 Verbrennungsrechnung | 203 |
| 9.2.1 Feste und flüssige Brennstoffe | 203 |
| 9.2.2 Gasförmige Brennstoffe | 204 |
| 9.2.3 Näherungslösungen | 207 |
| 9.3 Verbrennungskontrolle | 208 |
| 9.4 Theoretische Verbrennungstemperatur | 211 |
| 9.5 Abgasverlust und feuerungstechnischer Wirkungsgrad | 212 |
| 9.6 Abgastaupunkt | 216 |
| 9.7 Emissionen aus Verbrennungsanlagen | 217 |
| 9.8 Chemische Reaktionen und Irreversibilität der Verbrennung | 217 |
| 9.9 Brennstoffzellen | 217 |
| 10 Lösungsergebnisse der Aufgaben | 218 |
