Inhalt 1 Grundlagen der Thermodynamik

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1 Inhalt 1 Grundlagen der Thermodynamik Grundbegriffe Das System Zustandsgrößen Zustandsgleichungen Mathematische Eigenschaften von Zustandsgrößen Prozeßgrößen Nullter und erster Hauptsatz der Thermodynamik Nullter Hauptsatz Erster Hauptsatz und innere Energie Enthalpie Wärmekapazität Berechnung kalorischer Zustandsgrößen Das ideale Gas Thermische Zustandsgleichung Kalorische Zustandsgleichungen Wärmekapazität Isotherme Zustandsänderung Isochore Zustandsänderung Isobare Zustandsänderunng Adiabate Zustandsänderung Polytrope Zustandsänderung Zweiter und dritter Hauptsatz der Thermodynamik Reversibilität und Irreversibilität Reversible und irreversible Arbeit und Wärme Carnotscher Kreisprozeß Definition der Entropie Entropieänderung des idealen Gases T,S-Diagramm Zweiter Hauptsatz Exergie und Anergie Statistische Deutung der Entropie Dritter Hauptsatz Temperaturabhängigkeit der Entropie

2 X Inhalt 1.5 Thermodynamische Potentiale Fundamentalgleichungen Gibbs-Helmholtz-Gleichungen Maxwell-Relationen Thermodynamische Potentiale als Funktion thermischer Zustandsgrößen Richtung spontaner Prozesse und Gleichgewicht Freie Energie und freie Enthalpie als Exergie der inneren Energie und Enthalpie Zusammenfassung Thermodynamische Eigenschaften reiner Fluide Reale Fluide Kompressibilitätsfaktor (Realgasfaktor) Realanteil Fugazität und Fugazitätskoeffizient Thermische Zustandsgleichungen Virialgleichung Modifizierte Virialgleichungen Van-der-Waals-Gleichung Der kritische Punkt Empirische kubische Zustandsgleichungen Korrespondenzprinzip und generalisierte Zustandsgleichungen Joule-Thomson-Effekt Überströmversuch von Gay-Lussac Joule-Thomson-Versuch Linde-Verfahren Messung thermodynamischer Zustandsgrößen Phasengleichgewichte Verflüssigung und Verdampfung Dampf-Flüssigkeits-Gleichgewicht Siedeverzug und Unterkühlung p,v,t-diagramm p,v-diagramm p,t-diagramm Gibbssches Phasengesetz Hebelgesetz Clausius-Clapeyronsche Gleichung Dampfdruckgleichungen Verdampfungsenthalpie Gleichgewichtsdruckkurven Dampftafel Fugazität der kondensierten Phase Zusammenfassung

3 Inhalt XI 3 Thermodynamische Eigenschaften homogener Mischungen Beschreibung von Mischungen Komponenten, Phasen, Konzentrationsmaße Gibbssche Fundamentalgleichungen für offene Systeme Mischungsgrößen Partielle molare Größen Gibbs-Duhem-Gleichung Achsenabschnittsmethode Das chemische Potential Mischung idealer Gase Gesetz von Dalton Chemisches Potential und Mischungsgrößen Ideale Mischung von Flüssigkeiten und von Festkörpern Gesetz von Raoult Mischungsgrößen Nichtideale Mischung realer Fluide Henrysches Gesetz Fugazität und Fugazitätskoeffizient Aktivität und Aktivitätskoeffizient Mischungsgrößen und Exzeßgrößen Aktivitätskoeffizienten aus Exzeßgrößen Berechnung von Aktivitätskoeffizienten Modell von Porter Margules-Gleichung van-laar-gleichung Wilson-Gleichung NRTL-Gleichung UNIQUAC-Gleichung UNIFAC-Gleichung Flory-Huggins-Gleichung Fugazität aus Exzeßfunktionen Thermische Zustandsgleichungen und Mischungsregeln Fugazität und Realanteile aus Zustandsgleichungen Zusammenfassung Phasengleichgewichte mehrkomponentiger Systeme Heterogene Gleichgewichte Gleichgewichtsbedingungen für heterogene Systeme Gibbssches Phasengesetz Phasendiagramme Hebelgesetz Gleichgewicht zwischen flüssigen Phasen Entmischung und Mischungslücke Nernstscher Verteilungssatz Phasengleichgewichte in ternären Systemen Berechnung von Flüssig-Flüssig-Gleichgewichten

4 XII Inhalt 4.3 Dampf-Flüssigkeits-Gleichgewicht Dampfdruckdiagramm, Siedediagramm, Gleichgewichtsdiagramm Fraktionierte Destillation Heteroazeotrope Systeme Grundgleichungen für die Berechnung von Dampf-Flüssigkeits-Gleichgewichten Berechnung binärer Dampf-Flüssigkeits-Gleichgewichte Berechnung binärer Dampf-Flüssigkeits-Flüssigkeits- Gleichgewichte Binäre Gleichgewichte im kritischen Gebiet Konsistenztest Löslichkeit von Gasen in Flüssigkeiten Gleichgewichtsbedingung Ideale Gaslöslichkeit Henry-Konstante, Bunsenscher und Ostwaldscher Absorptionskoeffizient, technischer Löslichkeitskoeffizient Druck- und Temperaturabhängigkeit der Gaslöslichkeit Löslichkeit von Gasen in Flüssigkeitsgemischen Einfluß chemischer Reaktionen auf die Gaslöslichkeit Gleichgewicht zwischen Feststoffen und Flüssigkeiten Schmelzdiagramme Berechnung der Löslichkeit von Feststoffen in Flüssigkeiten Dampf-Feststoff- und Dampf-Flüssigkeits-Feststoff-Gleichgewicht Kolligative Eigenschaften verdünnter Lösungen Dampfdruckerniedrigung, Siedepunktserhöhung und Gefrierpunktserniedrigung Osmose Zusammenfassung A Anhang A.1 Verzeichnis der Symbole, ihrer englischen Begriffe und Einheiten 751 A.2 Physikalische Konstanten, Einheiten und Umrechnungsfaktoren 757 A.3 Mathematische Beziehungen und Formelsammlung A.4 Thermodynamische Daten A.4-1 Temperaturabhängigkeit der Wärmekapazität A.4-2 Virialkoeffizienten A.4-3 Van-der-Waals-Konstanten A.4-4 Molmasse, kritische Daten und azentrischer Faktor A.4-5 Gruppenbeiträge nach Lydersen A 4-6 z (0) - und z (1) -Funktionen von Lee und Kesler A.4-7 Antoine-Konstanten A.4-8 Wasserdampftafel A.4-9 Siedetemperatur und Verdampfungsenthalpie, Schmelztemperatur und Schmelzenthalpie A.4-10 Ebullioskopische und kryoskopische Konstanten

5 Inhalt XIII A.4-11 Binäre Wechselwirkungsparameter für die Margulesund van-laar-gleichung A.4-12 Binäre Wechselwirkungsparameter für die Wilson-, NRTLund UNIQUAC-Gleichung A.4-13 Reinstoffparameter der UNIQUAC-Gleichung A.4-14 Oberflächen- und Volumenparameter der Strukturgruppen für die UNIFAC-Gleichung A.4-15 Wechselwirkungsparameter für die UNIFAC-Gleichung A.4-16 Löslichkeiten von Gasen in Wasser A.5 Literatur Sachverzeichnis

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