Band 1 umfasst die Stoffgebiete Mechanik und Thermodynamik. Die Mechanik wurde um Beiträge zu Reibungskräften, linear beschleunigten Bezugssystemen, rotierende Bezugssystemen, Unwuchtkräften, Präzession und Nutation sowie Strömungslehre ergänzt. Zahlreiche Beispiele beleuchten die Zusammenhänge zwischen technischen Anwendungen, alltäglichen Phänomenen und physikalischen Gesetzen, so z. B. ein neuer Beitrag zu Kühlschränken und Wärmepumpen in der Thermodynamik.
Der Aufbau und die Aufbereitung der Stoffauswahl sind auf eine effektive Prüfungsvorbereitung zugeschnitten. In jedem Kapitel gibt es eine Zusammenfassung des Basiswissens und der wichtigsten Lernschritte. Die große Anzahl der Aufgaben in verschiedenen Schwierigkeitsgraden mit ausführlichen Lösungen, die z.T.online den Studenten zur Verfügung stehen, bieten ideale Trainingsmöglichkeiten.
/ AUS DEM INHALT: / / /
A Mechanik
1 Einführung 1
1.1 Einleitung 1
1.2 Messung und Maßeinheit 2
2 Kinematik der Massenpunkte 4
2.1 Idealisierungen 4
2.2 Geschwindigkeit 5
2.3 Einführung in die Integralrechnung 7
2.4 Beschleunigung 10
2.5 Kreisbewegung 14
2.6 Noch einmal in Kürze 18
2.7 Aufgaben 18
3 Newtonsche Axiome und Kräfte 20
3.1 Das erste Newtonsche Axiom 20
3.2 Das zweite und dritte Newtonsche Axiom 22
3.3 Lösung einfacher Bewegungsgleichungen 24
3.4 Reibungskräfte 31
3.5 Noch einmal in Kürze 37
3.6 Aufgaben 38
4 Arbeit, Leistung und Energie 44
4.1 Arbeit 44
4.2 Leistung 48
4.3 Energie 52
4.4 Erneuerbare Energien * 57
4.5 Noch einmal in Kürze 67
4.6 Aufgaben 68
5 Impulssatz und Drehimpulssatz 75
5.1 Impulssatz 75
5.2 Drehimpulsssatz für Massenpunkte 86
5.3 Noch einmal in Kürze 94
5.4 Aufgaben 95
6 Bewegungen starrer Körper 100
6.1 Schwerpunktsatz 100
6.2 Trägheitsmomente 104
6.3 Drehungen um raumfeste Achsen 1
6.4 Ebene Bewegungen starrer Körper 1
6.5 Kinetische Energie ebener Bewegungen 1
6.6 Unwuchtkräfte 1
6.7 Präzession und Nutation 1
6.8 Noch einmal in Kürze 1
6.9 Aufgaben 1
7 Lineare Schwingungen 1
7.1 Freie Schwingungen 1
7.2 Erzwungene Schwingungen 1
7.3 Mechanische und elektrische Schwingungen * 1
7.4 Gekoppelte Pendel 1
7.5 Noch einmal in Kürze 1
7.6 Aufgaben 1
8 Strömungslehre 1
8.1 Grundlagen 1
8.2 Die Bernoulli-Gleichung 1
8.3 Laminare Strömungen 1
8.4 Turbulenzbildung und Reynolds-Zahl 1
8.5 Turbulente Rohrströmungen * 1
8.6 Strömungswiderstand umströmter Körper 1
8.7 Modelltechnik * 1
8.8 Windkraftanlagen * 2
8.9 Noch einmal in Kürze 2
8.10 Aufgaben 2
B Thermodynamik
9 Einführung in die Thermodynamik 212
10 Temperatur 214
10.1 Definition der Temperaturskala 214
10.2 Thermische Ausdehnung 218
10.3 Temperaturmessung 222
10.4 Noch einmal in Kürze 223
10.5 Aufgaben 224
11 Ideale Gasgleichung 226
11.1 Naturkonstanten 226
11.2 Aufstellung der idealen Gasgleichung 228
11.3 Noch einmal in Kürze 230
11.4 Aufgaben 231
12 Kinetische Gastheorie 233
12.1 Definition des idealen Gases 233
12.2 Grundgleichung der kinetischen Gastheorie 234
12.3 Geschwindigkeitsverteilung 240
12.4 Noch einmal in Kürze 244
12.5 Aufgaben 245
13 Erster Hauptsatz der Thermodynamik 246
13.1 Wärme 246
13.2 Erster Hauptsatz der Thermodynamik 247
13.3 Wärmeübergang 249
13.4 Volumenänderungsarbeit 251
13.5 Gleichverteilungssatz und Wärmekapazität 256
13.6 Adiabatische Zustandsänderungen 262
13.7 Noch einmal in Kürze 266
13.8 Aufgaben 268
14 Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik 272
14.1 Formulierungen von Clausius und Kelvin 272
14.2 Reversible und irreversible Prozesse 275
14.3 Wirkungsgrad reversibler und irreversibler Prozesse 281
14.4 Carnotscher Kreisprozess 284
14.5 Noch einmal in Kürze 291
14.6 Aufgaben 293
15 Phasenumwandlungen 297
15.1 Umwandlungswärmen und -temperaturen 297
15.2 Verdampfung und Kondensation 301
15.3 p,T-Diagramme 309
15.4 Zustandsgieichung realer Gase* 314
15.5 Verflüssigung von Gasen * 317
15.6 Kältemaschinen 319
15.7 Noch einmal in Kürze 324
15.8 Aufgaben 327
16 Wärmeübertragung 330
16.1 Wärmeleitung 330
16.2 Konvektion 336
16.3 Wärmestrahlung 340
16.4 Wärmeaustausch durch Strahlung 350
16.5 Noch einmal in Kürze 353
16.6 Aufgaben 355
Lösungen 360
Lösungen: 2 Kinematik der Massenpunkte 360
Lösungen: 3 Newtonsche Axiome und Kräfte 363
Lösungen: 4 Arbeit, Leistung und Energie 369
Lösungen: 5 Impuls- und Drehimpulssatz
Lösungen: 6 Starrer Körper
Lösungen: 7 Lineare Schwingungen
Lösungen: 8 Strömungslehre
Lösungen: 10 Temperatur
Lösungen: 11 Ideale Gasgleichung
Lösungen: 12 Kinetische Gastheorie
Lösungen: 13 Erster Hauptsatz 408
Lösungen: 14 Zweiter Hauptsatz 412
Lösungen: 15 Phasenumwandlungen 419
Lösungen: 16 Wärmeübertragung 424
Register 433
Periodensystem 448