Jens Wolfersdorf – författare

Das vorliegende Buch möchte Studierende der Ingenieur- und Naturwissensch- ten in die Grundlagen der Thermodynamik einführen. Es hat das Ziel, die Th- modynamik möglichst kompakt darzustellen. Wir haben hierbei probiert, die vi- fältigen Themengebiete der Thermodynamik in kurzer und prägnanter Form zu präsentieren. Dies soll den Studierenden helfen, sich auf die wesentlichen Sa- verhalte der Thermodynamik zu fokussieren und sich nicht in langen Ableitungen zu verlieren. Im Unterschied zu vielen „gängigen“ Werken zur Thermodynamik haben wir in dem vorliegenden Buch versucht die Darstellungen möglichst all- mein zu betrachten (z.B. die Bilanzgleichungen) und relativ früh auf die allgem- ne Beschreibung der Stoffe (thermisches und kalorisches Verhalten) einzugehen. Es erfolgt auch keine frühzeitige Festlegung auf ideale Gase als Arbeitsmedien. Vielmehr werden in diesem Buch parallel das ideale Gas und das reale Gasverh- ten (als ein Beispiel wird das van der Waals-Gas, wegen seiner einfachen form- mäßigen Beschreibbarkeit, betrachtet) für verschiedene Anwendungen behandelt. Nach einer Darstellung der theoretischen Grundlagen folgen mehrere Kapitel zu technischen Anwendungen. Diese Kapitel verdeutlichen die Anwendung der th- retischen Grundlagen. Im Anhang D und Anhang E sind zur Berechnung von - wendungsbeispielen exemplarisch verschiedene Stoffwerte und Diagramme - sammengestellt. Das Buch ist natürlich auch zum Selbststudium gut geeignet. In diesem Fall ist es besonders wichtig, dass der Leser die Grundlagen der Differenzialrechnung für zwei Veränderliche präsent hat. Zur Auffrischung dieses Stoffes haben wir im Anhang A einen kleinen Auszug dieses Wissens zusammengefasst.

Die phänomenologische oder technische Thermodynamik hat ihren Ursprung vor rund zweihundert Jahren in der Beschäftigung mit Kraft- und Arbeitsmaschinen (z. B. mit Dampfkraftprozessen und etwas später mit Verdichtern, Otto- und D- selmotoren). Ein Charakteristikum der Thermodynamik ist, dass hier der Versuch unternommen wird, die zugrundeliegenden Prozesse immer durch möglichst - nige makroskopischen Systemgrößen (wie z. B. Temperatur, Druck, Dichte) zu - schreiben. Dies führt dazu, dass man meist nur einen Wert für eine Größe (z. B. Temperatur in einem Luftballon) für das betrachtete Gebilde angibt. Es wird also nicht versucht, die örtliche Verteilung von Größen wie Temperatur oder Druck - tailliert zu bestimmen. Diese im ersten Moment sehr einfach anmutende Betra- tungsweise hat jedoch zahlreiche Vorteile, da es mit ihr meist gelingt, die tech- schen Systeme in ihrer Funktionsweise leicht zu durchleuchten und mit Hilfe der thermodynamischen Betrachtung zu verstehen. Der Anwendungsbereich der technischen Thermodynamik hat sich aus den Anfängen um 1800 bis heute stetig erweitert, da in verschiedensten Bereichen - kannt wurde, dass die pragmatische Betrachtungsweise mit Hilfe der makrosko- schen Größen enorme Vorteile bietet. Als Beispiel sei hier die Auslegung einer modernen Gas- oder Dampfturbine genannt. Hier erfolgt auch heute noch die Grundauslegung mit Hilfe der Methoden der technischen Thermodynamik. Erst bei der Feinauslegung der Schaufelprofile und der Strömungspfade werden dr- dimensionale Effekte und lokale Verteilungen mit berücksichtigt. Somit kann die Thermodynamik heute als eine allgemeine Energielehre verstanden werden.

Die Aufgabensammlung zum Lehrbuch „Thermodynamik kompakt“ fasst die wichtigsten Formeln zur Thermodynamik zusammen. Sie ergänzt in hervorragender Weise das Lehrbuch derselben Autoren. Der Aufbau orientiert sich an der Gliederung des Lehrbuchs und enthält Aufgaben und durchgerechnete Lösungen u.a. zu diesen Themen: Hauptsätze der Thermodynamik und deren Anwendung Stoffe und deren Beschreibung Maximale Arbeit und Exergie Technische Anwendungen, wie z.B. Kreisprozesse, Strömungsprozesse, feuchte Luft und Chemische Reaktionen. Jedes Kapitel wird ergänzt durch typische Prüfungsaufgaben. Die Lösungen hierzu können aus dem Internet heruntergeladen werden.