23. Zustandsänderungen idealer Gase; reale Gase und Flüssigkeiten

Die thermische Zustandsgleichung idealer Gase pV = mRiT wird hergeleitet. Die Zustandsdiagramme p,v-Diagramm und T,s-Diagramm zur Wiedergabe von Stoffeigenschaften und zur graphischen Beschreibung von Zustandsänderungen werden vorgestellt. Als wichtige spezielle Zustandsänderungen werden die isochore Zustandsänderung (V = const), die isobare Zustandsänderung (p = const.), die isotherme Zustandsänderung (T = const.) und die isentrope Zustandsänderung (S = const.) behandelt und die hierfür gültigen Berechnungsgleichungen vorgestellt. Zusätzlich wird als allgemeine Zustandsänderung, in der auch die jeweiligen speziellen Zustandsänderungen enthalten sind, die polytrope Zustandsänderung behandelt; die hierbei gültigen Berechnungsgleichungen werden vorgestellt. Als ideale Vergleichsprozesse werden der Carnot-Prozess und der Diesel-Prozess behandelt. Das T,s-Diagramm für Wasser und Wasserdampf wird behandelt und für die Berechnung des idealen Dampfkraftprozesses (Clausius-Rankine-Prozesses) genutzt. Zusätzlich wird das lg p,h-Diagramm für das Kältemittel R 134a vorgestellt und für die Berechnung des Kompressions-Kaltdampfprozesses genutzt. Auf die Drosselung von Gasen (Thomson-Joule-Effekt) und auf die Bedeutung der Drosselung von realen Gasen für Kälteprozesse wird hingewiesen. Gleichungen für Mischungen idealer Gase werden vorgestellt.