By Kolumban Hutter

Auf der Grundlage eines allgemein verst?ndlichen, beiden Gebieten gemeinsamen Konzepts wird eine Einf?hrung in die Fluid- und Thermodynamik gegeben. Die Hydrodynamik umfa?t die Hydrostatik, die Hydrodynamik der idealen und viskosen Fluide sowie die laminaren und turbulenten Rohrstr?mungen. In der Thermodynamik werden nach Einf?hrung der Begriffe und der Darstellung der thermischen Zustandsgleichungen idealer Gase der erste und zweite Hauptsatz behandelt, beginnend mit der f?r adiabate, einfache Systeme g?ltigen shape nach Caratheodory bis hin zur Bilanzaussage von Clausius Duhem mit Anwendungen auf w?rmeleitende viskose Fluide und die kanonischen Zustandsgleichungen. In der Gasdynamik, in der die Akustik, die station?re isentrope Stromfadentheorie und die Sto?theorie behandelt sind, werden Fluid- und Thermodynamik miteinander verwoben.
Das Buch schlie?t - als Besonderheit in der Lehrbuchliteratur - mit einem Kapitel ?ber Dimensionsanalyse und Modelltheorie. Es er?ffnet neben der Erarbeitung technischer Fragestellungen ebenso den Blick f?r umweltrelevante Probleme. Viele Beispiele aus Technik und Naturwissenschaft unterst?tzen diese Blickweise.

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In der Regel interessiert man sich fur Werte von T, die sich von TO nur wenig unterscheiden, sodaB man unter Benutzung einer Taylorreihen-Entwicklung angenahert 1 1 TO T 1 ( TO TO) 1 - -; = TO1 ( 1- TO + TO) Z 1( +1) - 1(z - 1--1 ~ TO -+0 -TO TO (( -z)2) ) TO schreiben kann. 96) schreiben. 96) hOchstens Gultigkeit haben kann. Mit Po = 1,293 kg m- 3 , Po = 1,013· 10 5 kg S-2 m -2, go = 9,81 m s-2 wird H ~ 8· 10 3 m, mithin von der Dicke der Troposphare oder etwas geringer. 97) die in der unteTen Troposphare giiltige mit z linear variierende Druckverteilung; sie entspricht der Druckverteilung in einem dichtebestandigen Fluid.

Kraft auf eine Wand Beliebiges Gefiift mit Fliichenelement dA und iiufterem Normaleneinheitsvektor n der Gefiiftwand. Der Innendruck ist durch p, der Auftendruck durch po gegeben. wobei man das erst ere noch als Sonderfall des zweiten auffassen kann. Fiir diese beiden FaIle sollen in den folgenden Abschnitten einige Grundaufgaben der Hydrostatik behandelt werden. 23) ist der Fliissigkeitsdruck in einem dichtebestandigen schweren Fluid eine lineare Funktion der Vertikalkoordinate. 7) mit einer dichtebstandigen Fliissigkeit gefiillt und von einem als inkompressibel anzusehenden Gas umgeben, so erfahrt ein Wandelement dA in der Tiefe z zwei Druckkrafte: Von inn en wirkt die Kraft p(z)dA, von auBen die Kraft PodA auf das Flachenelement, wobei Po den Atmospharendruck bezeichnetj dieser kann in den meisten Fallen als konstant angenommen werden, da die Dichte des Gases und damit die Druckanderung in der Vertikalen gering sind.

Worin der Ausdruck in der erst en Zeile fUr kartesische Koordinaten giiltig ist, der in der zweiten Zeile jedoch koordinateninvariant dargestellt ist. Die materielle Ableitung einer physikalischen GroBe ¢ kann physikalisch als jene Anderung von ¢ betrachtet werden, welche ein mit den Fliissigkeitsteilchen mitbewegter Beobachter erf

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