Physikalische Grundlagen der Energietechnik

'I. Vom Wesen der Energie.- I.1. Auf dem Weg zu einem immer tieferen Verständnis des Energiebegriffes.- I.1.1. Die mechanische Energie.- I.1.2. Die Wärmekraftmaschinen und das Verständnis der Wärme.- I.1.3. Das mechanische Wärmeäquivalent.- I.1.4. Der Satz von der Erhaltung der Energie.- I.1.5. Die Äquivalenz von Masse und Energie.- I.1.6. Die Wertigkeit der Energie: Der zweite Hauptsatz der Wärmelehre und die Entropie.- I.2. Mechanische Arbeit, die verschiedenen Energieformen, Wärmeströmung als Form des Energieaustausches.- I.2.1. Mechanische Arbeit.- I.2.2. Beispiele für die Übertragung mechanischer Energie.- I.2.3. Energieform Wärme, weitere Energieformen.- II. Thermodynamische Grundlagen der Energietechnik.- II.1. Erster Hauptsatz der Thermodynamik für geschlossene und offene Systeme.- II.2. Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik, Reversibilität und Irreversibilität, Entropie.- II.2.1. Der zweite Hauptsatz.- II.2.2. Reversibilität und Irreversibilität.- II.2.3. Die Entropie.- II.2.4. Anwendungen des zweiten Hauptsatzes, Erzeugung von Entropie.- II.2.4.1. Temperaturausgleich.- II.2.4.2. Gay-Lussacscher Drosselversuch.- II.2.4.3. Der Carnotsche Wirkungsgrad ?c als Maximalgröße.- II.3. Die Exergie als Mittel zur Bewertung thermodynamischer Prozesse.- II.3.1. Energetische und thermodynamische Bewertung von Energieumsetzungen.- II.3.2. Exergie und verfügbare Arbeit.- II.3.3. Beispiele zur Bestimmung der Exergie, Folgerungen.- II.3.3.1. Exergie eines elektrisch geheizten Durchlauferhitzers.- II.3.3.2. Raumheizung durch elektrische Widerstandsheizung oder eine Carnotsche Wärmepumpe.- II. 3.3.3. Dampfkraftwerk, Verbrennungsprozeß, "energy cascading".- II. 4. Wärmepumpe, Wärmetransformator.- II.4.1. Kompressionswärmepumpe.- II.4.2. Absorptionswärmepumpe, Wärmetransformator.- II.4.3. Einsatz neuer Mehrstoff-Systeme.- II.4.4. Wärmequellen.- II.5. Versuche zur Bereitstellung mechanischer Energie mit Hilfe von Niedertemperaturwärme, Energieerntefaktor.- II.5.1. Bereitstellung von mechanischer Energie mit Hilfe von Niedertemperaturwärme.- II.5.1.1. Stirling-Motor für sehr kleine Temperaturdifferenzen.- II.5.1.2. Der Curie-Motor.- II.5.2. Der Energieerntefaktor.- II.6. Grundlagen der Wärmeleitung, bauphysikalische Anwendungen.- III. Grundlagen zur Nutzung der Windenergie.- III.1. Primärenergieform Wind.- III.1.1. Allgemeine Grundlagen.- III.1.2. Strömungsmechanische Grundlagen.- III.1.2.1. Beschreibung von Orts- und Zeitverhalten eines Fluids.- III.1.2.2. Stromlinie, Stromröhre, Stromfaden.- III.1.2.3. Kontinuitätsgleichung, Eulersche und Bernoullische Gleichung.- III.2. Energieumsetzungen an Windrädern.- III.2.1. Einfache Theorie des Windrades.- III.2.2. Analyse der Vorgänge am Windradflügel, Schnell-und Langsamläufer.- III.3. Windenergieanlagen.- IV. Strahlungsenergie der Sonne.- IV.1. Verfügbare Strahlungsenergie.- IV.1.1. Die Solarkonstante, astronomische Berechnungsgrundlagen.- IV.1.2. Einfluß der Atmosphäre auf die Sonneneinstrahlung.- IV.1.2.1. Die relative optische Dicke der Atmosphäre.- IV.1.2.2. Streu- und Absorptionsprozesse in der Atmosphäre.- IV.2. Festkörperphysikalische Grundlagen für thermische und photovoltaische Nutzung der Strahlungsenergie der Sonne.- IV.2.1. Beschreibung der Wechselwirkung von Strahlungsfeld und Materie mit Hilfe der frequenzabhängigen Dielektrizitätskonstante.- IV.2.2. Die Quantennatur des Festkörpers.- IV.2.3. Optische Absorptionsprozesse in Festkörpern.- IV.2.3.1. Übersicht.- IV.2.3.2. Joulesche Wärme, Absorption durch freie Ladungsträger.- IV.2.3.3. Interbandabsorption. Direkte und indirekte Übergänge.- IV.2.3.4. Gitterabsorption.- IV.2.3.5. Emission von Wärmestrahlung.- IV.2.3.6. Optische Selektivität.- IV.3. Photothermische Energieumwandlung.- IV.3.1. Flachkollektoren.- IV.3.2. Konzentrierende Kollektoren.- IV.3.2.1. Fokussierende Systeme.- IV.3.2.2. Elemente parabolischer zylindrischer Konzentrat... Mehr