Explore a unified treatment of the dynamics of combustor systems, including acoustics, fluid mechanics, and combustion in a single rigorous text. This updated new edition features an expansion of data and experimental material, updates the coverage of flow stability, and enhanced treatment of flame dynamics. Addresses system dynamics of clean energy and propulsion systems used in low emissions systems. Synthesizing the fields of fluid mechanics and combustion into a coherent understanding of the intrinsically unsteady processes in combustors. This is a perfect reference for engineers and researchers in fluid mechanics, combustion, and clean energy.

Lehrt das WISSEN um die grundlegenden Gesetze und Phanomene Studierende lernen, die Konzepte und Grundlagen zu VERSTEHEN Lehrt das ANWENDEN der Thermodynamik, Kinetik und Elektrochemie auf chemische Fragestellungen

This book offers a survey of the historic development of selected areas of chemistry and chemical physics, discussing in detail the European, American and Russian approaches to the development of chemistry. Other key topics include the kinetics and non-linear thermodynamics of chemical reactions and mathematical modeling, which have found new applications in the theory of dynamical systems. The first observations of the periodicity of chemical reactions were lost in the mist of time. In the second half of the 19th century, the phenomenon of chemical periodicity was studied in relation to electrochemistry, solutions and colloids. Discovered in the late 19th century, Liesegang rings are still enigmatic and remain attractive for researchers. However, the discovery of the Belousov-Zhabotinsky reaction marked the successful culmination of the efforts to find a true chemical oscillatory reaction. The book investigates chemical phenomena that were neglected in the past, but have been rediscovered, placing them into a new conceptual framework. For example, it notes that William Bray, who discovered the first oscillatory homogeneous reaction in 1921, was influenced by the first bio-mathematicians who predicted chemical oscillations in homogeneous systems.

The first comprehensive graduate-level introduction to stochastic thermodynamics Stochastic thermodynamics is a well-defined subfield of statistical physics that aims to interpret thermodynamic concepts for systems ranging in size from a few to hundreds of nanometers, the behavior of which is inherently random due to thermal fluctuations. This growing field therefore describes the nonequilibrium dynamics of small systems, such as artificial nanodevices and biological molecular machines, which are of increasing scientific and technological relevance. This textbook provides an up-to-date pedagogical introduction to stochastic thermodynamics, guiding readers from basic concepts in statistical physics, probability theory, and thermodynamics to the most recent developments in the field. Gradually building up to more advanced material, the authors consistently prioritize simplicity and clarity over exhaustiveness and focus on the development of readers' physical insight over mathematical formalism. This approach allows the reader to grow as the book proceeds, helping interested young scientists to enter the field with less effort and to contribute to its ongoing vibrant development. Chapters provide exercises to complement and reinforce learning. Appropriate for graduate students in physics and biophysics, as well as researchers, Stochastic Thermodynamics serves as an excellent initiation to this rapidly evolving field. Emphasizes a pedagogical approach to the subject Highlights connections with the thermodynamics of information Pays special attention to molecular biophysics applications Privileges physical intuition over mathematical formalism Solutions manual available on request for instructors adopting the book in a course

This book provides deep insight into the physical quantity known as chemical activity. The author probes deep into classical thermodynamics in Part I, and then into statistical thermodynamics in Part II, to provide the necessary background. The treatment has been streamlined by placing some background material in appendices. Chemical Activity is of interest not only to those in chemical thermodynamics, but also to chemical engineers working with mass transfer and its applications - for example, separation methods.

The Heat Equation is one of the three classical linear partial differential equations of second order that form the basis of any elementary introduction to the area of PDEs, and only recently has it come to be fairly well understood. In this monograph, aimed at research students and academics in mathematics and engineering, as well as engineering specialists, Professor Vazquez provides a systematic and comprehensive presentation of the mathematical theory of the nonlinear heat equation usually called the Porous Medium Equation (PME). This equation appears in a number of physical applications, such as to describe processes involving fluid flow, heat transfer or diffusion. Other applications have been proposed in mathematical biology, lubrication, boundary layer theory, and other fields. Each chapter contains a detailed introduction and is supplied with a section of notes, providing comments, historical notes or recommended reading, and exercises for the reader.

This book presents new and updated developments in the molecular theory of mixtures and solutions. It is based on the theory of Kirkwood and Buff which was published more than fifty years ago. This theory has been dormant for almost two decades. It has recently become a very powerful and general tool to analyze, study and understand any type of mixtures from the molecular, or the microscopic point of view. The traditional approach to mixture has been, for many years, based on the study of excess thermodynamic quantities. This provides a kind of global information on the system. The new approach provides information on the local properties of the same system. Thus, the new approach supplements and enriches our information on mixtures and solutions.

Der Lehrbuch-Klassiker stellt die physikalischen und theoretischen Gesetzmassigkeiten der Fluidmechanik dar. Anwendungsbeispiele, die weitgehend auf dem Impulssatz aufbauen, vermitteln ein vertieftes Verstandnis, Losungswege sind ausfuhrlich aufgezeigt. Wegen der grossen Nachfrage wurde das Werk in der Reihe Klassiker der Technik" neu aufgelegt. Der Band ist ein einzigartiges, bewahrtes Lehrbuch zum Thema und zugleich nutzliches Nachschlagewerk fur den Praktiker."

Die beliebte Lehrbuchreihe zur Theoretischen Physik deckt in sieben Banden alle fur den Bachelor-/Masterstudiengang massgeblichen Gebiete ab. Jeder Band vermittelt gut durchdacht das im jeweiligen Semester noetige theoretische-physikalische Rustzeug. Zahlreiche UEbungsaufgaben mit ausfuhrlichen Loesungen dienen der Vertiefung des Stoffes. Die vorliegende 9. Auflage des 4 Bandes erfolgt nun in zwei getrennten Banden. Der neue Band 4/1 behandelt ausschliesslich die spezielle Relativitatstheorie und befasst sich dabei mit der Abhangigkeit physikalischer Aussagen vom Bezugssystem des Beobachters. Die vorliegende neue Auflage wurde grundlegend uberarbeitet und erganzt. Die ubersichtliche Darstellung ermoeglicht einen schnellen Zugriff auf den Lehrstoff.

Die thermodynamischen Eigenschaften fluider Systeme sind von interdisziplina- rem Interesse. Entsprechend wendet sich dieses Buch an einen interdisziplinaren Leserkreis, zu dem neben Ingenieuren auch Chemiker, Physiker und anwendungs- orientierte Mathematiker gehoeren moegen, soweit sie uber das Grundsatzliche hinaus an praktischen thermodynamischen Rechnungen interessiert sind. Die Klassische Thermodynamik stellt ein allgemeines Netzwerk von Bezie- hungen bereit, das die thermodynamischen Gleichgewichtszustande beschreibt. Sie gibt jedoch keine Hinweise auf explizite Gleichungen fur die thermodynami- schen Funktionen, z. B. die thermische Zustandsgleichung oder die Abhangigkeit der Aktivitatskoeffizienten in einer fluiden Mischung von Zusammensetzuung, Temperatur und Druck. Diese notwendigen zusatzlichen Informationen sind sy- stemspezifisch und mussen daher grundsatzlich aus Messungen an dem betrachte- ten System gewonnen werden. Da in der Regel nur einige wenige Daten zur Verfugung stehen bzw. aufgenommen werden koennen, kommt es darauf an, von diesen wenigen Daten den bestmoeglichen Gebrauch zu machen, d. h. sie gegebe- nenfalls weit uber den durch Messungen abgedeckten Bereich hinaus zu extrapo- lieren. Zu diesem Zweck benoetigt man systemspezifische Gleichungen, also solche die dem betrachteten System in seinem molekularen Aufbau weitgehend physika- lisch angepasst sind. Die Entwicklung solcher Gleichungen fur die thermodynami- schen Funktionen auf der Grundlage von Molekulmodellen ist Aufgabe der Angewandten Statistischen Thermodynamik. Dieses Buch enthalt eine integrierte Darstellung der Theorie und Anwendung der Statistischen Thermodynamik.

Langjahrige Lehr- und Forschungserfahrung des Autors auf dem Gebiet der Stroemungsmechanik bildet die Grundlage dieses Lehrbuches. Es gibt trotz der Komplexitat der Materie eine verstandliche Einfuhrung in die molekulare Gasdynamik und zeigt daruber hinaus aktuelle Trends auf. Es eignet sich deshalb einerseits als Begleitbuch zu entsprechenden Vorlesungen in den Ingenieur- und Naturwissenschaften und liefert andererseits wichtige Grundlagen in relevanten Gebieten der Verfahrens-, Vakuum- oder Luft- und Raumfahrttechnik.

This book places thermodynamics on a system-theoretic foundation so as to harmonize it with classical mechanics. Using the highest standards of exposition and rigor, the authors develop a novel formulation of thermodynamics that can be viewed as a moderate-sized system theory as compared to statistical thermodynamics. This middle-ground theory involves deterministic large-scale dynamical system models that bridge the gap between classical and statistical thermodynamics.

The authors' theory is motivated by the fact that a discipline as cardinal as thermodynamics--entrusted with some of the most perplexing secrets of our universe--demands far more than physical mathematics as its underpinning. Even though many great physicists, such as Archimedes, Newton, and Lagrange, have humbled us with their mathematically seamless eurekas over the centuries, this book suggests that a great many physicists and engineers who have developed the theory of thermodynamics seem to have forgotten that mathematics, when used rigorously, is the irrefutable pathway to truth.

This book uses system theoretic ideas to bring coherence, clarity, and precision to an extremely important and poorly understood classical area of science.

Seit das Werk von K. Loehner und K. Muller, "Gemischbildung und Verbrennung im Ottomotor" 1967 erschienen ist, sind 23 Jahre vergangen. Verstandlicherweise haben sich in dieser Zeit viele neue Erkenntnisse ergeben, so dass es dringend an der Zeit erschien, diesen neuen Wissensstand nunmehr zusammengefasst vorzulegen. Den Schwerpunkt des Bandes stellt die Gemischbildung fur Ottomotoren dar, sowohl bezuglich der Grundlagen als auch hinsichtlich der Ausfuhrung der Gemischbildner, d.h. der Einspritzsysteme und der Vergaser sowie der zugehoerigen Saugrohre. Ebenso wird auf die dazugehoerige Messtechnik eingegangen. Die Grundlagen der Verbrennung werden in dem Umfang erlautert, als sie zum Verstandnis der Auswirkung der Gemischbildung erforderlich sind. Das Buch soll sowohl dem in Forschung und Praxis tatigen Ingenieur als auch Studierenden und sonstigen Fachleuten, die sich auf diesem Gebiet vertiefen wollen, einen UEberblick uber den Stand des Wissens und der Technik geben. Auch nach mehr als 100jahriger Entwicklung im Motorenbau wird gerade auf diesem Gebiet heute weltweit intensive Forschung betrieben; grosse Fortschritte sind zu verzeichnen. 400 Literaturquellen aus aller Welt wurden berucksichtigt.

Einstein's theories of relativity piqued public curiosity more than any other mathematical concepts since the time of Isaac Newton. Scientists and non-scientists alike struggled, not so much to grasp as to believe the weird predictions of relativity theory--shrinking space ships, bending light beams, and the like. People all over the world watched with fascination as Einstein's predictions were relentlessly and unequivocally verified by a hundred experiments and astronomical observations.

In the last decade of the twentieth-century, another of Einstein's theories has produced results that are every bit as startling as the space-time contractions of relativity theory. This book addresses his other great theory, that of heat capacity and the Bose-Einstein condensate. In doing so, it traces the history of radiation and heat capacity theory from the mid-19th century to the present. It describes early attempts to understand heat and light radiation and proceeds through the theory of the heat capacity of solids. It arrives at the theory of superconductivity and superfluidity--the astonishing property of some liquids to crawl spontaneously up and out of their containers, and the ability of some gases to cause light to pause and take a moment's rest from its inexorable flight forward in time. Couched in the terminology of traditional physical chemistry, this book is accessible to chemists, engineers, materials scientists, mathematicians, mathematical biologists, indeed to anyone with a command of first-year calculus. In course work, it is a collateral text to third semester or advanced physical chemistry, introductory statistical mechanics, statistical thermodynamics, or introductory quantum chemistry. The book connects with mainstream physical chemistry by treating boson and fermion influences in molecular spectroscopy, statistical thermodynamics, molecular energetics, entropy, heat capacities (especially of metals), superconductivity, and superfluidity.

Die Theoretische Mechanik von Rebhan ist ein beliebtes Standardwerk. Jedes Thema beginnt mit einer sorgfaltigen Einfuhrung der grundlegenden Naturgesetze, danach werden Folgerungen aus diesen Gesetzen abgeleitet und analysiert. Die Darstellung ist grundlich, aber nicht mathematisch pedantisch. Auf Motivation und gute Verstandlichkeit wird groesster Wert gelegt. Dieser Band umfasst die Newtonsche Mechanik und die aus dieser hervorgegangenen Erweiterungen durch d'Alembert, Lagrange und Hamilton. Ausserdem wird eine ausfuhrliche Einfuhrung in die chaotische Dynamik Hamiltonscher Systeme geboten. Anhand vieler Beispiele und Aufgaben - zum grossen Teil mit Loesungen, deren Umfang gegenuber dem zweibandigen Werk noch erweitert wurde - wird der erarbeitete Stoff vertieft und eingeubt. Entwicklungen, die zwar wichtig sind, aber fur den ersten Anlauf verzichtbar erscheinen, werden in Exkursen verfolgt. Das Buch ging aus Vorlesungen uber Theoretische Physik hervor, die der Autor an der Heinrich-Heine-Universitat in Dusseldorf gehalten hat, und wurde in zahlreichen Wiederholungen den Bedurfnissen der Studenten angepasst. Es wurde so konzipiert, dass es auch nach dem Studium als Nachschlagewerk oder zur Auffrischung geeignet ist.

Durch den Titel Thermodynamik der Mischphasen soll derjenige Teil der klassischen Thermodynamik gekennzeichnet werden, der sich auf Systeme bezieht, die aus einem oder mehreren homogenen Koerpern be- stehen und zwei oder mehr Stoffe enthalten. Oberflachenerscheinungen, anisotrope Koerper und aussere Kraftfelder sind dabei von der Betrach- tung ausgeschlossen. Es werden jedoch die wichtigsten Gesetzmassig- keiten der Einstoffsysteme behandelt, da sie zum Verstandnis der Grund- lagen und als einfache Beispiele fur kompliziertere Gesetze unentbehrlich sind. Ebenso sind chemische Reaktionen und galvanische Ketten in der vorliegenden Darstellung enthalten. Mit dem Untertitel soll zum Ausdruck gebracht werden, dass die Grundlagen der Thermodynamik ausfuhrlich eroertert werden und nicht anderen Buchern entnommen zu werden brauchen. Ich habe mich be- muht, die Darstellung der Grundlagen so allgemein zu halten, dass sie als Einfuhrung in das Gesamtgebiet der Thermodynamik dienen kann. Dabei wurde eine kritisch-axiomatische Darstellungsweise der Hauptsatze nicht gescheut, obwohl hier manche Schwierigkeiten sowohl sachlicher als auch didaktischer Art liegen. An zwei Stellen des Buches( 19 und Anhang 4) finden sich Exkurse in das Gebiet der Thermodynamik der irreversiblen Prozesse. Vom 4. Kapitel an war aus Platzmangel eine Begrenzung des Stoffes erforderlich: Es konnten Systeme mit drei und mehr Komponenten nur bei den grundlegenden Gesetzmassigkeiten, nicht aber bei den speziellen Ansatzen fur die thermodynamischen Funktionen berucksichtigt werden. Trotzdem hoffe ich, alle Klassen von Mischphasen in einigermassen aus- geglichenem Verhaltnis beschrieben zu haben.

Erganzend zu den Vorlesungen und UEbungen in FEM biete ich ein Praktikum zur Einfuhrung in FEM-Programme (ANSYS) fur Studierende und Doktoranden an, das mein Mitarbeiter, Herr Dipl.-Ing. U. NAVRATH, im CIP-Pool des Instituts fur Werkstoffkunde der RWTH Aachen durchfuhrt. Jedem Teilnehmer steht ein PC zur Verfugung, so dass ein intensives Einarbeiten in FEM-Programme moeglich ist (?Vorwort zur Erstauflage). Aufgrund der grossen Nachfrage muss dieses Praktikum mehrmals woechentlich durchgefuhrt werden. Zur Loesung einiger UEbungsaufgaben und zur Herleitung einiger Formeln wird die Software MAPLE V in ihrer neuesten Version, Release 8, verwendet. MAPLE ist ein "mathematisches Formelmanipulations-Programm", mit dem interaktiv gearbeitet werden kann (? Vorwort zur ersten Auflage). Die im Textteil und in den UEbungen entwickelten Computerprogramme sind auf der beigefugten CD-ROM als MAPLE Worksheet und als MAPLE Text - speichert, die der Anwender fur seine Belange mit entsprechenden AEnderungen und speziellen Daten einsetzen kann. Programme, die nicht eindeutig uber eine UEbungsnummer zu identifizieren sind, wurden mit einem Hinweis auf den Dateinamen, z.B. 7.5-3.mws v- sehen. Die neueste MAPLE-Version, Release 8, ist lauffahig unter Windows, UNIX und Linux. Weitere Informationen zum MAPLE Programm sowie eine Demoversion sind im Internet unter http://www.maplesoft.com oder http://www.scientific.de zu f- den. Allen Lesern und Rezensenten, die meine Erstauflage kritisch durchforstet - ben, moechte ich fur einige Anregungen und Verbesserungsvorschlage danken.

Es wird eine Nichtgleichgewichts-Thermodynamik fur Flussigkeitsmischungen in Grenzschichten und Grenzflachen im Rahmen einer feldtheoretischen Beschreibung methodisch entwickelt; die Materialgleichungen zusammen mit den Bilanzgleichungen ergeben einen Satz von Feldgleichungen, die unter Anfangs- und Randbedingungen fur ein spezielles Problem zu loesen sind. Es werden Bilanzgleichungen fur Grenzschichten aufgestellt, im Limes verschwindender Grenzbereichsdicke erhalten wir Bilanzgleichungen fur Grenzflachen und Phasengrenzflachen. Methodisch uber Transformationsprinzipien und Entropieungleichungen wird gezeigt, wie die notwendigen Materialgleichungen in ihren Abhangigkeiten auf die relevanten Variablen in konsistenter Weise reduziert werden koennen. Damit koennen systematisch Materialgleichungen deduziert werden, so z.B. fur eine viskose Flussigkeit und eine nichtviskose, chemisch reagierende Flussigkeitsmischung in der Grenzflache sowie Transportgleichungen. Die thermodynamischen Relationen fur die Oberflachen- und Grenzflachenphysik folgen aus dieser Theorie ohne zusatzliche Annahmen. Die dargestellten Methoden sind exakt, sie beschreiben einen weiten Anwendungsbereich in der Oberflachenphysik, Grenzflachenphysik, theoretischen Biophysik, theoretischen Hydrodynamik, Phasengrenzflachen etc.

Die Anforderungen, die auf dem Gebiet der Thermodynamik an den wissenschaftlich und auch praktisch arbeitenden Ingenieur gestellt wer- den, sind in den vergangenen 25 Jahren lawinenartig gewachsen. Man kann sich heute nicht mehr damit begnugen, lediglich die Thermodynamik der einheitlichen Stoffe, also im wesentlichen die Thermodynamik der Gase und Dampfe zu beherrschen. Die Thermodynamik der Loesungen und chemischen Reaktionen, die Lehre vom Warmeaustausch und nicht zum mindesten auch die Lehre vom Stoffaustausch, also die Probleme, die mit den Diffusionserscheinungen zusammenhangen, sind auch in ihrer Anwendung so weit vorgedrungen, dass sie nicht mehr als An- hangsel, sondern als mit der I ehre von den einheitlichen Stoffen gleich- berechtigte Gebiete angEsehen werden mussen. Eine geschlossene Darstellung der gesamten Thermodynamik wurde mehrere Bande fullen, und selbst die Beschrankung auf ihren ange- wandten Teil in ausfuhrlichster und breitester Darstellung ergabe ein Werk, das seines Umfanges wegen von einer Durcharbeitung abschrecken wurde. Es wurde mehr den Charakter eines umfassenden Nachschlage- werkes annehmen. Den Verfasser lockte die Aufgabe, den angewandten Teil der Thermo- dynamik in einem solchen Umfang darzustellen, dass sich das Buch noch zum Durcharbeiten eignet, ohne wesentliche Teile des Gebietes auszu- lassen. Dies konnte nur dadurch ermoeglicht werden, dass das Buch wirklich nur Thermodynamik lehrt. Daher wurde alles herausgelassen, was auf technische Einzelheiten hinzielt. So werden zwar die Kreisprozesse fur die Warmekraftmaschinen und die Zustandsanderungen in den Ma- schinen selbst ausfuhrlich besprochen. Auf die Spezialfragen jeder Maschinengattung ist jedoch nicht eingegangen. Wer eine Dampfturbine konstruieren will, wird der Spezialwerke doch nicht entraten koennen.