| Vorwort zur siebzehnten Auflage | 8 |
| Inhaltsverzeichnis | 10 |
| Formelzeichen | 16 |
| 1 Grundlagen der Thermodynamik | 20 |
| 1.1 Aufgabe der Thermodynamik | 20 |
| 1.2 Größen und Einheitensysteme | 20 |
| 1.2.1 Physikalische Größen und Größenarten | 20 |
| 1.2.2 Größengleichungen | 21 |
| 1.2.3 Zahlenwertgleichungen | 22 |
| 1.2.4 Einheitensysteme | 23 |
| 1.3 Thermische Zustandsgrößen | 26 |
| 1.3.1 Volumen | 26 |
| 1.3.2 Druck | 27 |
| 1.3.3 Temperatur | 32 |
| 1.4 Thermische Zustandsgleichung | 35 |
| 1.4.1 Thermische Zustandsgleichung eines homogenen Systems | 35 |
| 1.4.2 Thermische Zustandsgleichung des idealen Gases | 35 |
| 1.5 Mengenmaße Kilomol und Normvolumen | molare Gaskonstante | 39 |
| 1.5.1 Kilomol | 39 |
| 1.5.2 Normvolumen | 40 |
| 1.5.3 Molare Gaskonstante | 41 |
| 1.6 Thermische Ausdehnung | 43 |
| 1.6.1 Längenänderung | 43 |
| 1.6.2 Volumenänderung | 45 |
| 1.7 Thermodynamisches System | 49 |
| 1.7.1 Systeme und Systemgrenzen | 49 |
| 1.7.2 Zustandsgrößen und Prozessgrößen | 50 |
| 1.7.3 Zustandsänderungen und Prozesse | 51 |
| Kontrollfragen | 54 |
| 2 Erster Hauptsatz der Thermodynamik | 55 |
| 2.1 Energieerhaltung, Energiebilanz | 55 |
| 2.2 Arbeit am geschlossenen System | 55 |
| 2.3 Innere Energie | 59 |
| 2.4 Wärme | 61 |
| 2.5 Arbeit am offenen System und Enthalpie | 63 |
| 2.6 Formulierungen des ersten Hauptsatzes der Thermodynamik | 69 |
| 2.7 Kalorische Zustandsgleichungen | 71 |
| 2.7.1 Kalorische Zustandsgleichungen eines homogenen Systems | 71 |
| 2.7.2 Spezifische Wärmekapazitäten eines homogenen Systems | 71 |
| 2.7.3 Kalorische Zustandsgleichungen des idealen Gases | 75 |
| 2.7.4 Spezifische Wärmekapazitäten des idealen Gases | 78 |
| 2.7.5 Molare Wärmekapazitäten des idealen Gases | 81 |
| Kontrollfragen | 83 |
| 3 Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik | 85 |
| 3.1 Aussagen des zweiten Hauptsatzes | 85 |
| 3.2 Entropie | 85 |
| 3.2.1 Einführung der Entropie | 85 |
| 3.2.2 Entropiebilanzen | 87 |
| 3.2.3 T,S-Diagramm | 91 |
| 3.3 Fundamentalgleichungen | 92 |
| 3.4 Einfache Zustandsänderungen des idealen Gases | 93 |
| 3.4.1 Isochore Zustandsänderung | 94 |
| 3.4.2 Isobare Zustandsänderung | 97 |
| 3.4.3 Isotherme Zustandsänderung | 101 |
| 3.4.4 Isentrope Zustandsänderung | 106 |
| 3.4.5 Polytrope Zustandsänderung | 112 |
| 3.4.6 Zustandsänderungen in adiabaten Systemen | 121 |
| 3.5 Kreisprozesse | 124 |
| 3.5.1 Kontinuierlicher Ablauf in Kreisprozessen | 124 |
| 3.5.2 Arbeit und Prozessverlauf | 125 |
| 3.5.3 Wärmekraftmaschine | 129 |
| 3.5.4 Grenzen der thermischen Energieumwandlung | 132 |
| 3.5.5 Vergleich reversibler und irreversibler Kreisprozesse | 135 |
| 3.5.6 Wärmepumpe und Kältemaschine | 140 |
| 3.6 Adiabate Drosselung | 143 |
| 3.7 Instationäre Prozesse | 147 |
| 3.7.1 Fülllen eines Behälters | 147 |
| 3.7.2 Temperaturausgleich | 148 |
| 3.8 Wärmetransport | 152 |
| 3.8.1 Entropieerzeugung beim Wärmetransport | 152 |
| 3.8.2 Thermodynamische Mitteltemperatur | 153 |
| 3.9 Exergie und Anergie | 155 |
| 3.9.1 Begrenzte Umwandelbarkeit der inneren Energie und der Wärme | 155 |
| 3.9.2 Exergie und Anergie eines strömenden Fluids | 156 |
| 3.9.3 Exergie und Anergie eines geschlossenen Systems | 160 |
| 3.9.4 Exergie und Anergie der Wärme | 161 |
| 3.9.5 Exergieverlust | 165 |
| 3.9.6 Exergetischer Wirkungsgrad | 168 |
| 3.9.7 Energie- und Exergie-Flussbild | 168 |
| Kontrollfragen | 170 |
| 4 Das ideale Gas in Maschinen und Anlagen | 173 |
| 4.1 Kreisprozesse für Wärme- und Verbrennungskraftanlagen | 173 |
| 4.1.1 Vergleichsprozesse | 173 |
| 4.1.2 Bewertungszahlen für die Kreisprozesse | 174 |
| 4.2 Kreisprozesse der Gasturbinenanlagen | 180 |
| 4.2.1 Arbeitsprinzip der Gasturbinenanlagen | 180 |
| 4.2.2 Joule-Prozess als Vergleichsprozess der Gasturbinenanlage | 181 |
| 4.2.3 Ericsson-Prozess als Vergleichsprozess der Gasturbinenanlage | 189 |
| 4.2.4 Der wirkliche Prozess in der Gasturbinenanlage | 192 |
| 4.3 Kreisprozess des Heißgasmotors | 200 |
| 4.3.1 Arbeitsprinzip des Heißgasmotors | 200 |
| 4.3.2 Stirling-Prozess als Vergleichsprozess des Heißgasmotors | 200 |
| 4.3.3 Der wirkliche Prozess im Heißgasmotor | 202 |
| 4.4 Kreisprozesse der Verbrennungsmotoren | 204 |
| 4.4.1 Übertragung des Arbeitsprinzips der Motoren in einen Kreisprozess | 204 |
| 4.4.2 Otto-Prozess als Vergleichsprozess des Verbrennungsmotors (Gleichraumprozess) | 204 |
| 4.4.3 Diesel-Prozess als Vergleichsprozess des Verbrennungsmotors (Gleichdruckprozess) | 208 |
| 4.4.4 Seiliger-Prozess als Vergleichsprozess des Verbrennungsmotors (Gemischter Vergleichsprozess) | 210 |
| 4.4.5 Der wirkliche Prozess in den Verbrennungsmotoren | 212 |
| 4.5 Kolbenverdichter | 213 |
| 4.5.1 Der verlustlose Kolbenverdichter ohne Schadraum | 213 |
| 4.5.2 Bewertungszahlen für den Kolbenverdichter | 218 |
| Kontrollfragen | 225 |
| 5 Der Dampf und seine Anwendung in Maschinen und Anlagen | 226 |
| 5.1 Das reale Verhalten der Stoffe | 226 |
| 5.1.1 Aggregatzustandsänderungen, Phasenwechsel | 226 |
| 5.1.2 Thermische Zustandsgleichungen realer Fluide | 230 |
| 5.1.3 p,v,T-Diagramm | 233 |
| 5.2 Wasserdampf | 234 |
| 5.2.1 Zustandsgleichungen des Wasserdampfes | 234 |
| 5.2.2 Spezifische Zustandsgrößen | 235 |
| 5.2.3 Gleichung von Clausius und Clapeyron | 246 |
| 5.2.4 Zustandsänderungen des Wasserdampfes | 247 |
| 5.3 Dampfkraftanlagen | 250 |
| 5.3.1 Arbeitsprinzip der Dampfkraftanlagen | 250 |
| 5.3.2 Clausius-Rankine-Prozess als Vergleichsprozess der Dampfkraftanlage | 251 |
| 5.3.3 Verfahren zur Erhöhung des thermischen Wirkungsgrades | 256 |
| 5.3.4 Zwischenüberhitzen. Verfahren zur Verringerung des Wassergehaltes im Abdampf | 262 |
| 5.3.5 Der wirkliche Prozess in Dampfkraftanlagen | 264 |
| 5.4 Kombiniertes Gas-Dampf-Kraftwerk (GUD-Prozess) | 271 |
| 5.4.1 Zweck der Kombination | 271 |
| 5.4.2 Grundschaltung des Gas-Dampf-Kraftwerkes | 271 |
| 5.4.3 Wirkungsgrade beim Gas-Dampf-Kraftwerk | 273 |
| 5.4.4 Schaltungsbeispiele | 275 |
| 5.5 Organische Rankine-Prozesse (ORC) | 281 |
| 5.5.1 Prozessverlauf | 281 |
| 5.5.2 Organische Arbeitsfluide | 282 |
| 5.6 Linkslaufende Kreisprozesse mit Dämpfen | 287 |
| Kontrollfragen | 292 |
| 6 Gemische | 294 |
| 6.1 Zusammensetzung von Gemischen | 294 |
| 6.1.1 Massenanteil | 294 |
| 6.1.2 Stoffmengenanteil (Molanteil) | 295 |
| 6.1.3 Molare Masse des Gemisches | 295 |
| 6.1.4 Beladung | 296 |
| 6.2 Ideale Gemische | 298 |
| 6.2.1 Gesetz von Amagat | 298 |
| 6.2.2 Partialdichte (Massenkonzentration) und Gemischdichte | 299 |
| 6.2.3 Raumanteil | 300 |
| 6.2.4 Die extensiven Zustandsgrößen des idealen Gemisches | 302 |
| 6.3 Gemisch idealer Gase | 307 |
| 6.3.1 Thermische Zustandsgleichung | 307 |
| 6.3.2 Partialdruck (Gesetz von Dalton) | 307 |
| 6.3.3 Mischungsentropie und Exergie eines Gemisches idealer Gase | 308 |
| 6.3.4 Zusammensetzung von Gemischen idealer Gase | 311 |
| 6.4 Gas-Dampf-Gemisch | Feuchte Luft | 314 |
| 6.4.1 Sättigungszustand, Taupunkt | 314 |
| 6.4.2 Feuchte Luft als Beispiel eines Gas-Dampf-Gemisches | 316 |
| 6.4.3 Zusammensetzung feuchter Luft | 317 |
| 6.4.4 Spezifisches Volumen feuchter Luft | 321 |
| 6.4.5 Spezifische Enthalpie feuchter Luft | 322 |
| 6.4.6 h,x-Diagramm von Mollier | 324 |
| 6.4.7 Einfache isobare Zustandsänderungen feuchter Luft im h,x-Diagramm | 327 |
| Kontrollfragen | 335 |
| 7 Strömungsvorgänge | 338 |
| 7.1 Kontinuitätsgleichung | 338 |
| 7.2 Der erste Hauptsatz der Thermodynamik für Strömungsvorgänge | 339 |
| 7.2.1 Arbeitsprozesse | 339 |
| 7.2.2 Strömungsprozesse | 344 |
| 7.3 Kraftwirkung bei Strömungsvorgängen | 348 |
| 7.3.1 Impulssatz | 348 |
| 7.3.2 Hauptgleichung der Strömungsmaschinen | 352 |
| 7.4 Düsen- und Diffusorströmung | 353 |
| 7.4.1 Energieumwandlung in Düsen und Diffusoren | 353 |
| 7.4.2 Reibungsfreie Düsenströmung | 355 |
| 7.4.3 Schallgeschwindigkeit | 359 |
| 7.4.4 Reibungsfreie Diffusorströmung | 359 |
| 7.4.5 Ausbildung einer Laval-Düse oder eines Überschall-Diffusors | 360 |
| Kontrollfragen | 365 |
| 8 Wärmeübertragung | 366 |
| 8.1 Arten der Wärmeübertragung | 366 |
| 8.2 Wärmeleitung | 366 |
| 8.2.1 Ebene Wand | 366 |
| 8.2.2 Zylindrische Wand | 372 |
| 8.2.3 Hohlkugelwand | 373 |
| 8.3 Konvektiver Wärmeübergang | 374 |
| 8.3.1 Wärmeübergangsbeziehungen | 374 |
| 8.3.2 Ähnlichkeitstheorie des Wärmeübergangs | 375 |
| 8.3.3 Wärmeübergang beim Kondensieren und Verdampfen | 386 |
| 8.4 Temperaturstrahlung | 390 |
| 8.4.1 Einführung | 390 |
| 8.4.2 Wärmeübertragung durch Strahlung | 395 |
| 8.4.3 Gas- und Flammenstrahlung | 396 |
| 8.5 Wärmedurchgang | 397 |
| 8.5.1 Wärmedurchgangsbeziehungen | 397 |
| 8.5.2 Beeinflussung des Wärmedurchgangs | 399 |
| 8.5.3 Zwischentemperaturen | 400 |
| 8.6 Wärmeübertrager | 400 |
| 8.6.1 Gegen-, Gleich- und Kreuzstrom | 401 |
| 8.6.2 Berechnungsverfahren | 404 |
| 8.6.3 Verfahrensoptimierung bei der Wärmenutzung | 408 |
| 8.6.4 Exergieverlust im Wärmeübertrager | 409 |
| Kontrollfragen | 411 |
| 9 Energieumwandlung durch Verbrennung und in Brennstoffzellen | 413 |
| 9.1 Umwandlung der Brennstoffenergie durch Verbrennung | 413 |
| 9.1.1 Verbrennungstechnische Eigenschaften der Brennstoffe | 413 |
| 9.1.2 Verbrennungsvorgang | 416 |
| 9.1.3 Reaktionsgleichungen | 417 |
| 9.2 Verbrennungsrechnung | 418 |
| 9.2.1 Feste und flüssige Brennstoffe | 418 |
| 9.2.2 Gasförmige Brennstoffe | 427 |
| 9.2.3 Näherungslösungen | 431 |
| 9.3 Verbrennungskontrolle | 432 |
| 9.3.1 Messmethode | 432 |
| 9.3.2 Auswertung der Messung | 433 |
| 9.3.3 Verbrennungsdreiecke | 436 |
| 9.4 Theoretische Verbrennungstemperatur | 440 |
| 9.5 Abgasverlust und feuerungstechnischer Wirkungsgrad | 446 |
| 9.5.1 Konventionelle Verbrennungsanlagen | 446 |
| 9.5.2 Verbrennungsanlagen mit Kondensation im Abgas | 447 |
| 9.6 Abgastaupunkt | 451 |
| 9.7 Emissionen aus Verbrennungsanlagen | 452 |
| 9.7.1 Einführung | 452 |
| 9.7.2 Minderung der Schwefeloxidemission | 456 |
| 9.7.3 Minderung der Stickoxidemission | 458 |
| 9.7.4 Minderung der Kohlendioxidemission | 461 |
| 9.8 Chemische Reaktionen und Irreversibilität der Verbrennung | 466 |
| 9.8.1 Enthalpie, Entropie, freie Enthalpie | 466 |
| 9.8.2 Brennstoffexergie | 474 |
| 9.8.3 Exergieverlust bei der Verbrennung | 478 |
| 9.9 Brennstoffzellen | 480 |
| 9.9.1 Wirkprinzip | 480 |
| 9.9.2 Energetische Bewertung | 481 |
| 9.9.3 Bauarten | 485 |
| Kontrollfragen | 489 |
| 10 Lösungsergebnisse der Aufgaben | 491 |
| 11 Antworten auf die Kontrollfragen | 501 |
| 11.1 Grundlagen der Thermodynamik | 501 |
| 11.2 Erster Hauptsatz der Thermodynamik | 502 |
| 11.3 Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik | 504 |
| 11.4 Das ideale Gas in Maschinen und Anlagen | 507 |
| 11.5 Der Dampf und seine Anwendung in Maschinen und Anlagen | 508 |
| 11.6 Gemische | 510 |
| 11.7 Strömungsvorgänge | 512 |
| 11.8 Wärmeübertragung | 512 |
| 11.9 Energieumwandlung durch Verbrennung und in Brennstoffzellen | 514 |
| Anhang | 516 |
| A1 Schrifttum | 516 |
| A2 Nachweis verwendeter Unterlagen | 518 |
| A3 Wiederholung haufig benutzter Tafeln | 519 |
| Sachwortverzeichnis | 536 |
