Thomas Saverys Dampfdruckpumpe (1698)
Einführung in die Geschichte und Philosophie der Physik
Kooperationsveranstaltung der Fakultäten für Physik und für Geistes- und Sozialwissenschaften der Universität Karlsruhe (TH)
9. Vorlesung:Wärmelehre: Von der Dampfmaschine zur Naturphilosophie |
Copyright Ó 1999 by Joachim Schummer
1.2 Die Dampfdruckpumpe von Thomas Savery
1.3 Thomas Newcomens Erfindung der Dampfmaschine
1.4 Erhöhung des Wirkungsgrades: John Smeaton und James Watt
1.5 Neue Allianzen aus Naturwissenschaft und Technik in der Wärmelehre
1.6 Theorien des Wirkungsgrades: Sadi Carnot und Benoit Clapeyron
2.2 Der Energiebegriff und der 1. Hauptsatz der Thermodynamik
2.3 Der Entropiebegriff und der 2. Hauptsatz der Thermodynamik
3.2 Probleme der mechanistischen Interpretation des 2. Hauptsatzes: Zeitrichtung, Irreversibilität und Nichtzyklizität
3.3 Boltzmanns statistisch-mechanistische Interpretation der Entropie
3.4 Gegenpositionen zum atomistisch-mechanistischen Weltbild: Positivismus und Energetik
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Thomas Saverys Dampfdruckpumpe (1698)
Thomas Newcomens Dampfmaschine (ca. 1710)
James Watts Dampfmaschine (1760er)
Sadi Carnots Analogieinterpretation von Dampfmaschine und Wasserkraftwerk (1824)
| Wasserkraftwerk | Dampfmaschine | |
| ‘Potentialdifferenz’ | Höhendifferenz Dh=h1-h2 | Temperaturdifferenz DT=T1-T2 |
| Stoffmenge | Wassermasse M | Wärmemenge Q |
| maximale Arbeit | ~ Dh M | ~ DT Q |
| Ausgangsenergie | ~ h1 M | ~ T1 Q |
| max. Wirkungsgrad | Dh / h1 | DT / T1 |
Zustandsdiagramm des Wärmekraft-Zyklus nach Watt/Clapeyron (gestrichelte Linie: idealer Carnotscher Kreisprozeß)
Mayers Vergleich von thermischer Expansion gegen mechanische Kraft und thermischer Expansion ins Vakuum (1842)
Es gibt verschiedene Formen einer einheitlichen Energie, für die gilt, daß bei jeder beliebigen Umwandlung der Energieformen ineinander die Gesamtenergie eines Systems erhalten bleibt.
Übliche mathematische Darstellung:
Erhaltungsgrößen für den idealen Kreisprozeß:
| Carnot | Clausius |
| Q1 = Q2 | Q1/T1 = Q2/T2 |
| Q = const. | Sid := Q/T = const.
(T als absolute Temperatur) |
Der 2. Hauptsatz:
Bei allen realen Umwandlungsprozessen nimmt die Entropie zu.
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