Das Buch behandelt Aufgaben und Loesungen der Stroemung und des Transports von Stoff und Warme. Im Mittelpunkt stehen Warmeleitung, Diffusion, Konvektion und Fluidstroemung bzw. Stofftransport in poroesen Festkoerpern. Der Stoff wird in einer fur Studium und Praxis geeigneten, aufgelockerten Form dargestellt. Loesungswege und Algorithmen zur Simulation von Transportproblemen sind durch Beispiele erganzt. Das Buch eignet sich fur den Lernenden und auch als Nachschlagewerk zur Loesung konkreter Probleme.

Dargestellt werden sowohl die "klassischen" als auch die modernen optischen Beobachtungsmethoden, die sich bei der Behandlung von Problemen in der Warme- und Stoffubertragung bewahrt haben: Schlieren-, Schatten- und Interferenzmethoden ebenso wie holographische Interferometrie, Zweiwellenlangen-Interferometrie und optische Tomographie. Theorie, Aufbau und Auswertungsmethoden werden beschrieben und an zahlreichen praxisbezogenen Anwendungsbeispielen erlautert."

Numerische Verfahren mit geometrieangepassten Koordinaten ermoeglichen die Berechnung von Stroemungen mit komplexen Berandungen. Hier wird ein UEberblick uber die Methoden gegeben, die verschiedenen Vorgehensweisen werden beschrieben, Vor- und Nachteile skizziert und gegeneinander abgewogen. Umfassend wird auf die inkompressiblen Verfahren eingegangen, mit denen auch Stroemungen fur kleine Mach-Zahlen berechnet werden koennen. Ausfuhrlich werden die Finite-Volumen-Verfahren behandelt.

Der Kessel und seine Feuerung bilden eines der zahlreichen Untersysteme jedes Strom oder Heizw{rme liefernden Kraftwerks. Mit den }brigen Untersystemen ist der Kessel }ber den Energie- und Massenfluss eng verbunden. Aus dieser Koppelungergeben sich daher die Randbedinungen f}r Planung, Bau und Betrieb des Dampferzeugers, dem dieses Buch gewidmet ist.

Elementare, gleichzeitig exakte Einfuhrung in das Thema. Gezeigt werden fur technisch wichtige Fragestellungen sowohl strenge als auch Naherungsloesungen, insbesondere erste Abschatzungen auch komplizierter Vorgange. Exemplarisch wird an Beispielen aus verschiedenen Bereichen das breite Anwendungsgebiet verdeutlicht und die UEbertragbarkeit des Vorgehens demonstriert. Tabellen der benoetigten Stoffgroessen erleichtern die direkte Anwendung. Damit wendet sich das Buch gleichzeitig an den Ingenieur in der Praxis.

Keramische Werkstoffe gewinnen zunehmend an Bedeutung im Maschinenbau und in der Verfahrenstechnik aufgrund ihrer guten Hochtemperaturfestigkeit, ihres hohen Verschleisswiderstandes, der guten Korrosionsbestandigkeit und wegen spezieller physikalischer Eigenschaften. Ihr grosser Nachteil ist die Sproedigkeit und die grosse Streuung der mechanischen Eigenschaften. Das Buch beschreibt die Versagensphanomene keramischer Werkstoffe unter mechanischer Belastung, die Methoden zur Ermittlung von Werkstoffkennwerten und die Prinzipien der Werkstoffauswahl sowie der Dimensionierung von Bauteilen. Behandelt werden die bruchmechanischen und statistischen Grundlagen und ihre Anwendung zur Beschreibung der Streuung der Festigkeit und der Lebensdauer. Ausfuhrlich wird auf das Kriechverhalten und auf die experimentellen Methoden zur Ermittlung der Kriechgesetze eingegangen. Spezielle Kapitel sind den Mehrachsigkeitskriterien, dem Thermoschockverhalten, dem UEberlastverfahren und der Fugetechnik gewidmet.

Materials for Advanced Heat Transfer Systems presents the latest research and technologies developed for high-performance materials in heat transfer and cooling. The book compiles sought after research academics and industry experts need to adopt to solve common problems in critical areas of heat transfer and cooling to help advance the field further. A variety of methodologies are included to synthesize the material used, along with the correct procedures to follow to ensure appropriate and effective use. Various case studies are presented to help the reader further understand the benefits and challenges of the materials discussed. Researchers, academics, students and engineers working on heat transfer systems will benefit from this interdisciplinary and applications-focused reference and be guided through various methodologies to make informed decisions based on the latest research and technologies available.

Die Bedeutung der Thermodynamik als Mittel zur Interpretation von Beobachtungen an natOrlichen Vorkommen und an synthetischen Proben aus dem Laboratorium kann nicht hoch genug eingeschatzt werden. Experimentelle Ergebnisse mit ihrem Modell- charakter kennen nur mit Hilfe dieses Wissenschaftszweiges wirklich sinnvoll genutzt werden. Dieser Sachverhalt spiegelt sich auch in den Fachpublikationen wider. Ohne solide Kenntnisse thermodynamischer Zusammenhange kennen sie kaum oder Ober- haupt nicht verstanden werden. Die Studienkommission der Deutschen Mineralogi- schen Gesellschaft hat dieser Tatsache Rechnung getragen und empfahl das Fach Physikalisch-Chemische Mineralogie in das Curriculum fOr den Studiengang der Mine- ralogen aufzunehmen. Dadurch wurde der Bedarf nach einem geeigneten Lehrbuch geweckt. Sieht man sich auf dem BOchermarkt um, so muB man feststellen, daB es zwar englischsprachige, jedoch so gut wie keine deutschsprachigen LehrbOcher gibt, in denen die Thermodynamik speziell fOr eine Anwendung auf den Gebieten der Geo- wissenschaften aufbereitet wird. Ziel des Buches ist es, diese LOcke soweit wie meglich zu schlieBen. Es ist in erster Linie als Wegweiser fOr Studierende der Mineralogie gedacht. DarOberhinaus dOrfte es aber auch interessant sein fOr Geologen, Geophysi- ker und Materialwissenschaftler. Das Buch ist so konzipiert, daB es ohne Vorkenntnisse in Physikalischer Chemie lesbar ist. Damit soli insbesondere auf jene Interessenten ROcksicht genommen werden, die in ihrem Studiengang keine Vorlesungen in Physika- lischer Chemie belegen muBten und erst durch ihre wissenschaftliche Arbeiten den Bedarf nach thermodynamischen Grundkenntnissen verspOrten. Die Auswahl des Stoffes ist durch die spezielle geowissenschaftliche Problematik bestimmt.

Published by the American Geophysical Union as part of the Geophysical Monograph Series, Volume 160.Understanding the inner workings of our planet and its relationship to processes closer to the surface remains a frontier in the geosciences. Manmade probes barely reach 10 km depth and volcanism rarely brings up samples from deeper than 150 km. These distances are dwarfed by Earth's dimensions, and our knowledge of the deeper realms is pieced together from a range of surface observables, meteorite and solar atmosphere analyses, experimental and theoretical mineral physics and rock mechanics, and computer simulations. A major unresolved issue concerns the nature of mantle convection, the slow (1-5 cm/year) solid-state stirring that helps cool the planet by transporting radiogenic and primordial heat from Earth's interior to its surface.

Expanding our knowledge here requires input from a range of geoscience disciplines, including seismology, geodynamics, mineral physics, and mantle petrology and chemistry. At the same time, with better data sets and faster computers, seismologists are producing more detailed models of 3-D variations in the propagation speed of different types of seismic waves; new instrumentation and access to state-of-the-art community facilities such as synchrotrons have enabled mineral physicists to measure rock and mineral properties at ever larger pressures and temperatures; new generations of mass spectrometers are allowing geo-chemists to quantify minute concentrations of diagnostic isotopes; and with supercomputers geodynamicists are making increasingly realistic simulations of dynamic processes at conditions not attainable in analogue experiments. But many questions persist. What causes the lateral variations in seismic wavespeed that we can image with mounting accuracy? How reliable are extrapolations of laboratory measurements on simple materials over many orders of magnitude of pressure and temperature? What are the effects of volatiles and minor elements on rock and mineral properties under extreme physical conditions? Can ab initio calculations help us understand material behavior in conditions that are still out of reach of laboratory measurement? What was the early evolution of our planet and to what extent does it still influence present-day dynamics? And how well do we know such first-order issues as the average bulk composition of Earth?

Bislang sind weltweit bereits mehrere Solarturmkraftwerke zu Demonstrations- und Forschungszwecken gebaut und betrieben worden. Da bei den meisten von ihnen der Speicherproblematik zunachst nachrangige Prioritat zugemessen wurde, blieb ihre Jahresausbeute an elektrischer Energie aufgrund ihres ungunstigen Teillastverhaltens meist unbefriedigend. Hier wird daher untersucht, inwieweit durch die Einbindung eines thermischen Speichers das Teillastverhalten eines Solarkraftwerks erheblich verbessert und gleichzeitig der Kapazitatsfaktor verdoppelt werden kann. Es wird ein 100MWht Hochtemperatur Speichermodul nach dem bewahrten Winderhitzerprinzip der Huttenindustrie entworfen und fur den Einsatz als Tagesspeicher optimiert. Mit diesem thermodynamischen Modell werden Warmeaustausch, Umgebungsverluste, Nutzungsgrade und Lade-/Entladeverhalten eingehend untersucht. Die Wirtschaftlichkeitsanalyse zeigt, dass die spezifischen Stromgestehungskosten eines Solarturmkraftwerks mit dem Zubau eines Speichers bis zu 25% gesenkt werden konnen."

Die beiden Bande dieses Lehrbuches sind aus den Vorlesungen ent- standen, die ich in den Jahren 1962 bis 1968 an der Technischen Uni- versitat Berlin gehalten habe. Der erste Band befaBt sich mit den GrundJagen der Thermodynamik und den Anwendungen auf reine Stoffe. Er behandelt etwa die Themen, die an den deutsehen Hochschulen vor dem Vorexamen besprochen werden. Gegenstand des zweiten Bandes sind die Eigenschaften idealer und realer Gemisehe sowie die Thermo- dynamik chemischer Reaktionen. Er wendet sieh an Studierende nach dem Vorexamen, vor allem an Verfahrensteehniker, denen bisher eine ingenieurmaBige Darstellung dieses wiehtigen Stoffes fehlte. Beiden Banden -wurde eine Zusammenfassung der Grundlagen voran- gestellt. Das bietet den Vorteil einer straffen und allgemein gehaltenen DarsteUung. Die folgenden, wesentlich leiehter zu lesenden Absehnitte befassen sich dann jeweils mit den Anwendungen. Sie enthalten zahl- reiehe lJbungsbeispiele und vermitteln aueh denjenigen Studierenden einen Zugang zur praktischen Handhabung thermodynamiseher Begriffe, die an der vertieften Darstellung des Stoffes weniger interessiert sind. Das trifft ganz besonders fUr den ersten Band zu.

heit aufgeiasst werden muss. Dabei werden sich als Resultate von zentraler Be deutung ergeben: Diejenige Groesse, welche die ganze Thermodynamik beherrscht, namlich die Entropie, erweist sich als quantitatives Mass der soeben geschilderten Unkenntnis. Das ist fraglos eine der merkwurdigsten und tiefstliegenden Aus sagen der ganzen Physik. Sie wird naturlich nur sinnvoll durch eine exakte Formulierung, welche erst nach den Vorarbeiten der nachsten Abschnitte erfolgen kann. Ein beherrschender Zug der statistischen Mechanik besteht darin, dass die Zahl der mikroskopischen Freiheitsgrade - im wesentlichen gegeben durch die Zahl N der im System enthaltenen Atome - so ungeheuer gross ist. Obwohl mit wachsendem N unsere Kenntnis von der mikroskopischen Struktur immer geringer wird, werden dennoch die oben angedeuteten Wahrscheinlichkeitsaus sagen uber makroskopische Groessen um so scharfer, je groesser N ist, in dem Sinne, dass wir im Limes N -+ oo wieder zu sicheren Aussagen gelangen. Dieser Zug der Wahrscheinlichkeitsrechnung ist so charakteristisch, dass wir ihn gleich jetzt an einem primitiven Beispiel erlautern wollen. Ein Gas bestehe aus N Molekulen, welche sich unabhangig voneinander in einem Volumen V bewegen (ideales Gas). Wir grenzen innerhalb V ein dagegen kleines Volumen v ab und interessieren uns fur die Zahl n der Molekule, welche sich in v aufhalten. Nennen wir V und 1-p = q, -y=P so sind p bzw. q die Wahrscheinlichkeiten dafur, ein hervorgehobenes Molekul innerhalb bzw. ausserhalb v zu finden.

Die beiden Bande dieses Lehrbuches sind aus den Vorlesungen ent- standen, die ich in den Jahren 1962 bis 1968 an der Technischen Univer- sitat Berlin gehalten habe. Der erste Band befaBt sich mit den Grund- lagen der Thermodynamik und den Anwendungen auf reine Stoffe. Er behandelt etwa die Themen, die an den deutschen Hochschulen vor dem Vorexamen besprochen werden. Gegenstand des zweiten Bandes sind die Eigenschaften idealer und realer Gemische sowie die Thermodynamik chemischer Reaktionen. Er wendet sich an Studierende nach dem V or- examen, vor aHem an Verfahrenstechniker, denen bisher eine ingenieur- maBige Darstellung dieses wichtigen Stoffes fehlte. Beiden Banden wurde eine Zusammenfassung der Grundlagen vor- angestellt.. Das bietet den V orteil einer straffen und allgemein gehaltenen Darstellung. Die folgenden, wesentlich leichter zu lesenden Abschnitte befassen sich dann jeweils mit den Anwendungen. Sie enthalten zahl- reiche tibungsbeispiele und vcrmitteln auch denjenigen Studierenden einen Zugang zur praktischen Hal1dhabung thermodynamischer Begriffe, die an der vertieften Darstellung des Stoffes weniger interessiert sind. Das trifft ganz besonders fur den ersten Band zu.

The concept of entropy arose in the physical sciences during the nineteenth century, particularly in thermodynamics and statistical physics, as a measure of the equilibria and evolution of thermodynamic systems. Two main views developed: the macroscopic view formulated originally by Carnot, Clausius, Gibbs, Planck, and Caratheodory and the microscopic approach associated with Boltzmann and Maxwell. Since then both approaches have made possible deep insights into the nature and behavior of thermodynamic and other microscopically unpredictable processes. However, the mathematical tools used have later developed independently of their original physical background and have led to a plethora of methods and differing conventions.

The aim of this book is to identify the unifying threads by providing surveys of the uses and concepts of entropy in diverse areas of mathematics and the physical sciences. Two major threads, emphasized throughout the book, are variational principles and Ljapunov functionals. The book starts by providing basic concepts and terminology, illustrated by examples from both the macroscopic and microscopic lines of thought. In-depth surveys covering the macroscopic, microscopic and probabilistic approaches follow. Part I gives a basic introduction from the views of thermodynamics and probability theory. Part II collects surveys that look at the macroscopic approach of continuum mechanics and physics. Part III deals with the microscopic approach exposing the role of entropy as a concept in probability theory, namely in the analysis of the large time behavior of stochastic processes and in the study of qualitative properties of models in statistical physics. Finally in Part IV applications in dynamical systems, ergodic and information theory are presented.

The chapters were written to provide as cohesive an account as possible, making the book accessible to a wide range of graduate students and researchers. Any scientist dealing with systems that exhibit entropy will find the book an invaluable aid to their understanding.

Frontiers in Entropy Across the Disciplines presents a panorama of entropy emphasizing mathematical theory, physical and scientific significance, computational methods, and applications in mathematics, physics, statistics, engineering, biomedical signals, and signal processing.In the last century classical concepts of entropy were introduced in the areas of thermodynamics, information theory, probability theory, statistics, dynamical systems, and ergodic theory. During the past 50 years, dozens of new concepts of entropy have been introduced and studied in many disciplines. This volume captures significant developments in this arena. It features expository, review, and research papers by distinguished mathematicians and scientists from many disciplines. The level of mathematics ranges from intermediate level to research level. Each chapter contains a comprehensive list of references. Topics include entropy and society, entropy and time, Souriau entropy on symplectic model of statistical physics, new definitions of entropy, geometric theory of heat and information, maximum entropy in Bayesian networks, maximum entropy methods, entropy analysis of biomedical signals (review and comparison of methods), spectral entropy and its application to video coding and speech coding, a comprehensive review of 50 years of entropy in dynamics, a comprehensive review on entropy, entropy-like quantities and applications, topological entropy of multimodal maps, entropy production in complex systems, entropy production and convergence to equilibrium, reversibility and irreversibility in entropy, nonequilibrium entropy, index of various entropy, entropy and the greatest blunder ever.

Equilibrium Thermodynamics gives a comprehensive but concise course in the fundamentals of classical thermodynamics. Although the subject is essentially classical in nature, illustrative material is drawn widely from modern physics and free use is made of microscopic ideas to illuminate it. The overriding objective in writing the book was to achieve a clear exposition: to give an account of the subject that it both stimulating and easy to learn from. Classical thermodynamics has such wide application that it can be taught in many ways. The terms of reference for Equilibrium Thermodynamics are primarily those of the undergraduate physicist; but it is also suitable for courses in chemistry, engineering, materials science etc. The subject is usually taught in the first or second year of an undergraduate course, but the book takes the student to degree standard (and beyond). Prerequisites are elementary or school-level thermal physics.

Der Kryo-Vakuumtechnik, der Vakuumerzeugung durch Ailwendungbefer Tempera- turen, wurde bisher in den vakuumtechnischen Lehrbiichern ein nur bescheidener Raum zugemessen. In den letzten J ahren haben aber die Bedeutung des Kryopum- pens und der Stoff dieses Gebietes so stark zugenommen, daB eine eigene, von der konventionellen Vakuumtechnik losgeloste Darstellung erwiinscht schien. Die vor- liegende Monographie iiber die physikalischen Grundlagen, die praktisehen Aus- fiihrungsformen und Anwendungen der Kryo-Vakuumtechnik entstand im Zusammen- hang mit einer langjahrigen Tatigkeit des Verfassers auf diesem Spezialgebiet in Industrie und Forsehung. Bekanntlieh waehst der Bedarf an Hoehvakuumpumpen standig, einmal als Folge neuer Anwendungsgebiete, zum anderen wegen der bei vielen Vakuumverfahren er- hobenen Forderungen nach einer sauberen, von Kohlenwasserstoffen freien Restgas- atmosphare, einem niedrigen Enddruck und - mit Riieksieht auf eine mogliehst kur- ze Pumpzeit - einem hohen spezifischen (auf die Pumpeneintrittsflaehe bezogenen) Saugvermogen. In diesen Eigenschaften sind Kryopumpen allen konventionellen Hoehvakuumpumpen iiberlegen. Die Ausfiihrungsformen der Kryopumpen bieten eine reiehe Auswahl: Sie stehen zur Verfiigung sowohl als mit fliissigem Helium gekiihlte Kiihlfallen (Bad-Kryopumpen) als aueh als Kryopanel, die kontinuierlich dureh einen Heliumstrom, regenerative Refrigeratoren oder Refrigeratoren mit Joule-Thomson-Ventilen oder Expansionse- jektoren gekiihlt werden. Trotz aller Unterschiede dieser Kiihlmethoden besteht eine groI3e Flexibilitat hinsichtlich der konstruktiven Gestaltung der pumpenden Kryo- flache, die stets an den zu evakuierenden Raum angepaBt werden kann. Auf diese Weise kann das volle Saugvermogen dort wirksam werden, wo es gebraueht wir- selbst an schwer zuganglichen Ste-llen ein( r Apparatur.