Anorganische Chemie für Ingenieure

  1. Aggregatzustände und deren Änderung
    Grundlagen der Chemie > Aggregatzustände und deren Änderung
    Aggregatzustände und deren Änderungen
    ... und Abstoßung der den Stoff bildenden Teilchen.Die Stärke der Anziehungskräfte zwischen den Teilchen hängt von der Art der Teilchen und deren Abstand ab.Die Abstoßungskräfte hängen von der kinetischen Energie der Teilchen ab. Steigt die Temperatur eines Stoffes, so erhöht sich ihre kinetische Energie und somit ihr Bestreben, sich voneinander zu entfernen und den zur Verfügung stehenden Raum auszufüllen.Im Falle eines Feststoffs dominieren ...
  2. Chemische Reaktionen, Reaktionsgleichung, stöchiometrische Zahl
    Chemisches Rechnen, Grundrechenarten > Chemische Reaktionen, Reaktionsgleichung, stöchiometrische Zahl
    Sauerstoffmolekül
    ... Moleküle?Unter Molekülen versteht man Teilchen, die aus mindestens zwei Bindungspartnern bestehen. Diese können gleiche oder ungleiche Elemente enthalten.Gleiche Elemente: Sauerstoffmolekül $\rightarrow O_2 $SauerstoffmolekülUngleiche Elemente: Wassermolekül $\rightarrow H_2O $WassermolekülReagieren diese Moleküle erneut, so wird die alte Verbindung aufgelöst und eine neue Verbindung erzeugt.Im Verlauf dieses ...
  3. Stoffmenge, Molare Masse, Konzentration
    Chemisches Rechnen, Grundrechenarten > Stoffmenge, Molare Masse, Konzentration
    ... $ n $ gibt Auskunft darüber wie viele Teilchen in der Stoffportion enthalten sind. Die Einheit in der die Stoffmenge angegeben wird ist mol.Liegt ein Stoff vor, der mit 1 mol angegeben wird, so sind darin $ 6,022 \cdot 10^{23} $ Teilchen enthalten. Dieser Zahlenwert entspricht gleichzeitig der Avogadro-Konstante ($ N_A = 6,022 \cdot 10^{23} mol^{-1} $.Stoffmenge: $ n = \frac{m}{M} $ [Angabe in $ mol $]Alternativ: $ n = N \cdot N_A $ [ auch Angabe in $ mol $]Dabei sollten Sie sich unbedingt ...
  4. Protolyse, Protonenübergang
    Donator-Akzeptor-Prinzip > Säuren und Basen > Protolyse, Protonenübergang
    ... sich außerdem merken, dass Protonen keine Teilchen sind, die sich im Reaktionsmedium frei bewegen. Sie werden nach der Abgabe direkt von einer Base abgefangen. Die Protolyse verfährt somit eindeutig nach dem Donator-Akzeptor-Prinzip. Übersicht von Säuren und BasenIn der ersten der beiden nachfolgenden Tabellen haben wir Ihnen die bekanntesten Säuren, inkl. Summenformel und Gegenion, aufgeführt:SummenformelGegenionSäurenbezeichnung$ HCl $$ Cl^{-} $Chlorwasserstoff ...
  5. Der gasförmige Zustand
    Grundlagen der Chemie > Der gasförmige Zustand
    ... definiert sich dadurch, dass zwischen seinen Teilchen keine Anziehungskräfte wirken und deren Volumen vernachlässigbar klein ist gegen das Volumen des gesamten Gasraums. Die Teilchen bewegen sich ungeordnet und stoßen untereinander hart und elastisch.
  6. Säuren und Basen
    Donator-Akzeptor-Prinzip > Säuren und Basen
    ... beschrieben Säuren als Stoffe, deren Teilchen Protonen, also Wasserstoffionen, freisetzen [verlieren] können. Zudem bewiesen sie, dass Basen Teilchen sind, die Protonen binden und aufnehmen können. Diese Annahmen gelten als bewiesen, da sie bis heute selbst durch modernste Untersuchungsverfahren nicht widerlegt werden konnten.  Unsere Betrachtung bezieht sich innerhalb dieses Kurses ausschließlich auf anorganische Säuren und Basen in wässrigen Lösungen. ...
  7. Ionenbindung, heteropolare Bindung
    Bindungsarten, Bindungsstärke und Bindungslänge > Ionenbindung, heteropolare Bindung
    Reaktionsgleichung Natriumchlorid
    ... der Reaktionsgleichung werden immer nur die Teilchen abgebildet, die direkt an der Reaktion beteiligt sind. Auch werden diese Teilchen immer nur in der kleinsten Anzahl dargestellt. Diese Darstellungsart ist zwar übersichtlich, aber nicht gänzlich korrekt, da die elektrostatischen Anziehungkräfte nicht gerichtet [eine Richtung] sind, sondern in alle Raumrichtungen wirken. Deshalb werden auch alle gegensinnig geladenen Ionen angezogen. Für unser Beispiel gilt im Realfall, ...
  8. Einflussfaktoren des Gleichgewichts
    Chemisches Rechnen, Grundrechenarten > Chemisches Gleichgewicht > Einflussfaktoren des Gleichgewichts
    ... Gleichgewicht in zu der Seite mit geringerer Teilchenanzahl. So verhält es sich bei der Bildung von Ammoniakgas. Hier reagieren 3 Volumenanteile Wasserstoff und 1 Volumenanteil Stickstoff zu 2 Volumenanteilen Ammoniakgas:Reaktionsgleichung Ammoniak: $ 3 H_2 (g) + N_2 (g) \leftrightarrow 2 NH_3 (g) $  Die Reduktion von 4 auf 2 Teilchen wird durch eine Druckerhöhung begünstigt, eine Erhöhung von 1 auf 2 Teilchen wird durch Druckverminderung begünstigt Bei ...
  9. Trennverfahren heterogener und homogener Stoffe
    Grundlagen der Chemie > Trennverfahren heterogener und homogener Stoffe
    ... Teilchen- und PorengrößeKaffee kochenSiebenunterschiedliche TeilchengrößeTrennung von Kies und SandDestillierenunterschiedliche Siedepunkte und DampfdrückeTrennung eines Ethanol-Wasser-GemischsAbdampfenunterschiedliche Siedepunkte und DampfdrückeTrennung einer Kochsalz-Wasser-LösungExtrahierenunterschiedliche LöslichkeitenZubereitung von Kaffe oder TeeChromatografieunterschiedliche Löslichkeiten und AdsorptionskräfteSäulenchromatografieDekantieren:Ein ...
  10. Orbitalmodell
    Elemente des Periodensystems > Orbitalmodell
    ... dient der Veranschaulichung des Modells des "Teilchens im Kasten", welches zur Darstellung einer Wellenfunktion herangezogen wird.Was es mit den Unterschalen auf sich hat und welche Quantenzahlen von Relevanz sind, erfährst du im kommenden Kurstext. 
  11. Konjugiertes Säure-Base-Prinzip nach Brönsted und Lowry
    Donator-Akzeptor-Prinzip > Säuren und Basen > Konjugiertes Säure-Base-Prinzip nach Brönsted und Lowry
    Reaktionsgleichung
    ... $ A^- $. Das ehemals neutrale Wasserteilchen bekommt durch das Proton eine positive Ladung $\rightarrow H_3O^+ $.Nach Abgabe des positiven Teilchens der Säure bleibt ein negativer Rest, welcher notwendig ist, damit nach der Rückreaktion wieder eine neutrale Verbindung entsteht. Durch das fehlende Proton $ H^+ $ bewirkt, dass das Oxoniumion zum neutralen Wasserteilchen $ H_2O $ wird. Ferner können wir folgendes ablesen:konjugierte Säure-Base-PaareAus ...
  12. Autoprotolyse von Wasser
    Donator-Akzeptor-Prinzip > Ampholyte > Autoprotolyse von Wasser
    Autoprotolyse des Wassers
    ... Säure-Base-Reaktion zwischen zwei gleichen Teilchen statt.Nun steht ja auch die Überlegung im Raum ob zwei Wasserteilchen miteinander reagieren können. Die nächste Abbildung gibt Ihnen hierzu Auskunft:Autoprotolyse des WassersJa es ist möglich. Unter zwei Wasserteilchen ist eine Protolyse möglich. Denn selbst stark destilliertes Wasser, also Wasser in annähernder Reinform, besitzt noch immer eine spezifische Leitfähigkeit [ $ k = 4 \cdot 10^{-8} W^{-1}cm^{-1} ...
Anorganische Chemie
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Werkstofftechnik 1

  1. Orowan-Mechanismus
    Mechanische Eigenschaften > Festigkeitssteigerung > Teilcheneinlagerung > Orowan-Mechanismus
    Orowan Mechanismus
    Beim Orowan-Mechanismus stellen die Teilchen beim Beginn  der plastischen Verformung ein für die Versetzung undurchdringliches Hindernis dar. Daher biegt sich die Versetzungslinie zwischen den Teilchen zu einem Halbkreis. Der dabei entstehende Halbkreis lässt sich berechnen durch$ r = \frac{(D-d)}{2}. $ D = Abstand der Mittelpunkte zweier Teilchend = Durchmesser eines TeilchenDie für diesen Zustand notwendige zusätzliche Spannung errechnet sich durch$ \triangle \tau_0 ...
  2. Schneiden von Teilchen unter Paarbildung
    Mechanische Eigenschaften > Festigkeitssteigerung > Teilcheneinlagerung > Schneiden von Teilchen unter Paarbildung
    Eine weitere Erscheinungsform im Rahmen der Teilcheneinlagerung zur Festigkeitssteigerung ist das Schneiden von Teilchen unter Paarbildung.Besteht ein Dispersoid, also die Teilchen, die bereits beim Diffusionsglühen ausgeschieden werden,1. aus Teilchen die kohärent, spannungsfrei sowie geordnet sind und2. läuft der Schervorgang unter Bildung von Versetzungspaaren ab,so ist es möglich auch größere Teilchen zu schneiden. Wird nun eine Antiphasengrenze im geordneten ...
  3. Teilcheneinlagerung
    Mechanische Eigenschaften > Festigkeitssteigerung > Teilcheneinlagerung
    ... so kann dies durch die Einlagerung fein Teilchen in die Matrix des Werkstoffs erfolgen. Kerngedanke ist hier, dass diese Teilchen gegenüber von sich bewegenden Versetzungen als Blockade funktionieren oder aber indirekt verfestigend wirken, indem sie das feinkörnige Gefüge unterstützend stabilisieren.TeilchenabstandDer Optimale Teilchenabstand für dieses Verfahren sollte weniger als $ \ge 0,1 \mu m $  betragen und die vorhanden Teilchen einen optimalen Durchmesser ...
  4. Schneiden von Teilchen
    Mechanische Eigenschaften > Festigkeitssteigerung > Teilcheneinlagerung > Schneiden von Teilchen
    Schneiden von Teilchen
    Im Rahmen der Teilcheneinlagerung ist das Schneiden der Teilchen eine Variante der Festigkeitssteigerung. Die zusätzlich notwendige Spannung lässt sich errechnen durch folgende Formel:$\triangle \tau_s = \frac{pi \cdot \gamma \cdot d}{b D} $$ d $ = Durchmesser des infolge der Teilchenscherung entstehenden Schnittkreises$ D $ = Abstand zweier Teilchenmittelpunkte $ b $ = Burgersvektor$ \gamma $ = Energie der Grenzfläche infolge des Schneidvorgangs. Damit diese Berechnung ...
  5. Quantentheorie - Quantenzahlen
    Metallographie > Aufbau der Elektronenhülle > Quantentheorie - Quantenzahlen
    Zyklotron zur Untersuchung atomarer Teilchen
    Zyklotron zur Untersuchung atomarer TeilchenDie obige Abbildung zeigt einen Teilchenbeschleuniger (Zyklotron) zur Untersuchung atomarer TeilchenDie Quantentheorie ordnet jedem Elektron im Atom vier Quantenzahlen zu, die dessen Energiezustand eindeutig beschreiben. 1. Hauptquantenzahl2. Nebenquantenzahl3. Magnetquantenzahl4. SpinquantenzahlHauptquantenzahlDie Hauptquantenzahl hat einen Wert zwischen 1-7 und geben Auskunft über die mittleren Energiezustände, bzw. die Elektronenschalen. ...
  6. Kristallerholung
    Wärmebehandlung > Rückbildung der Festkörperstruktur > Kristallerholung
    Polygonisation (Schema)
    ... auch nach einer Bestrahlung mit energiereichen Teilchen auf.Unter der Kristallerholung wird die Behebung der Folgen einer plastischen Verformung verstanden, ohne dass es dabei zur einer Neubildung des Gefüges oder einer Korngrenzenverschiebung kommt.Die Anzahl der zuvor gebildeten Gitterfehler steht in direkter Abhängigkeit zur jeweiligen Vorbehandlung. So entstehen beispielsweise beim Abschrecken hauptsächlich Überschussleerstellen. Dies hat zur Folge, dass der elektrische ...
Werkstofftechnik 1
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Physik

  1. Mechanische Wellen
    Mechanische Wellen
    Welle mathematisches Pendel
    ... muss ein System aus schwingungsfähigen Teilchen gegeben sein.Die schwinungsfähigen Teilchen des Systems müssen miteinander verbunden sein, also über eine Kopplung verfügen, welche die Schwingung an die Teilchen abgeben kann.Mindestens eines der Teilchen muss zur Schwingungen angeregt werden, d.h. es muss Energie zugeführt werden.Zur Veranschaulichung der Ausbreitung einer machanischen Welle betrachten wir nachfolgend eine Kette mathematischer Pendel die jeweils ...
  2. Wellentypen
    Mechanische Wellen > Wellentypen
    Longitudinalwellen - Pendelkette
    ... das Medium aus vielen schwingungsfähigen Teilchen besteht (z.B. in der Luft die Luftmoleküle, welche schwingungsfähig sind).- sich die schwingungsfähigen Teilchen (= Oszillatoren) gegenseitig beeinflussen, so dass die Schwingungsenergie von ein Teilchen auf ein benachbartes Teilches übertragen wird (gekoppelte Schwingung).Eine Welle entsteht dann, wenn ein Oszillator des Mediums zum Schwingen angeregt wird.Zunächst befinden sich alle Oszillatoren des betrachteten ...
  3. Isobare Zustandsänderung
    Thermodynamik > Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik > Zustandsänderungen idealer Gase > Isobare Zustandsänderung
    Isobare Zustandsänderung pV-Diagramm
    ... erhöht, beginnen sich die Teilchen schneller zu bewegen, was dazu führt, dass die Teilchen heftiger gegen die Wand stoßen. Bei der isochoren Zustandsänderung hat sich aufgrund der starren Wände der Druck erhöht. Bei der isobaren Zustandsänderung werden sich nun die Wände verschieben und damit das Volumen des Gefäßes vergrößern. Das führt dazu, dass der Druck konstant bleibt. Die Teilchen stoßen zwar auch ...
  4. Temperatur
    Thermodynamik > Thermische Zustandsgrößen > Temperatur
    Teekanne
    ... Maß für die kinetische Energie von Teilchen in Gasen, Flüssigkeiten oder Festkörpern. Je größer die Temperatur ist, desto schneller bewegen sich die Teilchen im Durchschnitt. Die Temperatur kann nicht aus anderen Größen abgeleitet werden. Das bedeutet, dass die Temperatur bei Zunahme (bzw. Abnahme) der Stoffmenge bzw. Masse ihren Wert beibehält.Wir betrachten eine Teekanne, die mit 250 ml (Masse) Tee mit der Temperatur von 50°C gefüllt ...
  5. Isochore Zustandsänderung
    Thermodynamik > Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik > Zustandsänderungen idealer Gase > Isochore Zustandsänderung
    Isochore Zustandsänderung Entropie TS-Diagramm
    ... erhöht, beginnen sich die Teilchen schneller zu bewegen, was dazu führt, dass die Teilchen heftiger an die Wand stoßen und es zu einem größeren Impulsübertrag kommt, also einem größeren Druck. Wären die Wände nun nicht starr, so würde sich die Luft ausdehnen (das Volumen vergrößert sich) und damit würde der Druck und die Temperatur wieder sinken. Da nun aber die Wände starr sind kann sich die Luft nicht ...
Physik
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Baustofftechnik 1

  1. Aggregatzustände
    Mikrostruktur von Baustoffen > Arten der Mikrostruktur > Aggregatzustände
    Aggregatzustände und deren Änderungen
    ... Abstoßung der den Stoff bildenden Teilchen.Die Stärke der Anziehungskräfte zwischen den Teilchen hängt von der Art der Teilchen und deren Abstand ab.Die Abstoßungskräfte hängen von der kinetischen Energie der Teilchen ab. Steigt die Temperatur eines Stoffes, so erhöht sich ihre kinetische Energie und somit ihr Bestreben, sich voneinander zu entfernen und den zur Verfügung stehenden Raum auszufüllen.Im Falle eines Feststoffs dominieren ...
  2. Sole und Gele
    Mikrostruktur von Baustoffen > Arten der Mikrostruktur > Sole und Gele
    Bitumen
    Sole und Gele bestehen aus Teilchen mit einer kolloidalen Größe von  $ d < 1 \cdot 10^{-4} \ mm $ und werden der Gruppe der amorphen Baustoffe zugeordnert. Die einzelnen Teilchen selbst können kristallin oder amorph sein. Zudem können sie in Berührung stehen (Gel) oder auch durch eine Flüssigkeit getrennt sein (Sol).SolEin Sol ist ein weiches System ohne eine Vernetzung der Partikel/Teilchen. DefinitionIn einem Sol sind Teilchen (Stoff) in einer Flüssigkeit ...
  3. Ionenbindung
    Mikrostruktur von Baustoffen > Bindungsarten > Ionenbindung
    Kochsalz
    ... der Reaktionsgleichung werden immer nur die Teilchen abgebildet, die direkt an der Reaktion beteiligt sind. Auch werden diese Teilchen immer nur in der kleinsten Anzahl dargestellt. Diese Darstellungsart ist zwar übersichtlich, aber nicht gänzlich korrekt, da die elektrostatischen Anziehungkräfte nicht gerichtet (eine Richtung) sind, sondern in alle Raumrichtungen wirken. Deshalb werden auch alle gegensinnig geladenen Ionen angezogen. Für unser Beispiel gilt im Idealfall, ...
  4. Thermische Eigenschaften, Arten der Wärmeübertragung
    Stoffeigenschaften im Bauwesen > Physikalische Eigenschaften von Baustoffen > Verhalten gegenüber Wärme und Kälte > Thermische Eigenschaften, Arten der Wärmeübertragung
    Wärmeleitung
    ... unterschieden werden:Wärmeleitung: Die Teilchen in Stoffen stehen unabhängig vom Aggregatszustand (fest, flüssig, gasförmig) in direktem Wärmeaustausch. $\rightarrow $ MolekülbewegungWärmeleitungWärmestrahlung: Die Wärme wird als elektromagnetische Strahlung an der Oberfläche des Baustoffs abgegeben. $ \rightarrow $ Strahlung WärmestrahlungKonvektion: Die Teilchen führen ihren Energiegehalt ...
  5. Wärmeleitfähigkeit und elektrische Leitfähigkeit
    Mikrostruktur von Baustoffen > Charakteristische Baustoffeigenschaften in Bezug auf die Bindung > Wärmeleitfähigkeit und elektrische Leitfähigkeit
    ... Leitfähigkeit werden frei bewegliche Teilchen benötigt, die aber in einem Ionengitter nicht existieren.  MetallbindungenMetallbindungen besitzen im festen Zustand freibewegliche Elektronen (Elektronengas), weshalb ein entsprechender Baustoff eine gute elektrische Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit besitzt. Kovalente BindungBei einer kovalenten Bindung sind die Elektronen an den Atomrümpfen lokalisiert. Daher können Baustoffe dieser Bindungsart ...
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Mechanische Verfahrenstechnik

  1. Zählverfahren, Coulter-Counter-Verfahren, Streulichtverfahren
    Partikel und disperse Systeme > Messverfahren zur Analyse der Partikelgrößen > Probenahme - Vorbereitung, Ablauf, Menge > Zählverfahren, Coulter-Counter-Verfahren, Streulichtverfahren
    Coulter-Counter-Verfahren
    ... $ Messung geometrischer Abbilder des Teilchensund unmittelbaren Zählverfahren $\rightarrow $ Zählung der TeilchenZählverfahrenNachfolgend stellen wir die unterschiedliche Ausprägungen von Zählverfahren vor:BildverfahrenBeim Bildverfahren nutzt man ein Elektronenmikroskop (seltener Lichtmikroskop) und erzeugt damit Bilder in Form von Fotografien oder digitalen Darstellungen. Unter Nutzung von Grauwertabstufungen wird das Bild digitalisiert und erlaubt ...
  2. Weitere physikalische Partikelmerkmale
    Partikel und disperse Systeme > Weitere physikalische Partikelmerkmale
    ... in einer KapillareDringt ein Teilchen durch eine Kapillare so ändert sich der elektrische Widerstand $ R $ proportional zum Volumen des Teilchens. Dies erlaubt eine Bestimmung von $ d_V $ nach der Coulter-Counter-Methode.  Dabei wird mit einem Messgerät die Anzahl von Partikeln in einer elektrisch leitfähigen Flüssigkeit bestimmt. Das Prinzip des Coulter-Zählers basiert auf der Messung der Änderung der mittleren elektrischen Leitfähigkeit ...
  3. Disperse Systeme - Unterscheidung
    Partikel und disperse Systeme > Disperse Systeme - Unterscheidung
    Eigenschaften eines Einzelpartikels bei Änderungen der Partikelgröße
    ... oder isodispers bezeichnet werden, sofern die Teilchen annähernd gleich groß sind, oder alspoly, heterodispers, wenn die Zusammensetzung der Teilchen hinsichlich der Partikelgröße stark variiert. Vielleicht fragst du dich an dieser Stelle, weshalb muss ich die Chemiethemen wie disperse Systeme für meine mechanische Verfahrenstechnik-Klausur kennen? - Wenn du die Eigenschaften von dispersen Systemen im Vorfeld nicht kennst, kannst du die Möglichkeiten, Probleme ...
  4. Äquivalenzdurchmesser und spezifische Oberfläche
    Partikel und disperse Systeme > Äquivalenzdurchmesser und spezifische Oberfläche
    Durchmesser einer Kugel - Hier: Seifenblase
    ... gemessen unregelmäßig geformten Teilchen aufweist. Durchmesser einer Kugel - Hier: Seifenblase So ist der Sinkgeschwindigkeitsäquivalenzdurchmesser genau der Durchmesser einer Kugel, deren Sinkgeschwindigkeit eines unregelmäßig geformten Teilchen entspricht. Somit können Längen direkt in Oberflächen oder Volumen umgerechnet werden. Die Gleichungen der relevanten Äquivalenzdurchmesser sind:$ d_v = (\frac{6 V}{\pi})^{\frac{1}{3}}  ...
  5. Partikelgrößenverteilung
    Partikel und disperse Systeme > Partikelgrößenverteilung
    Mikroskop
    ... nur einen kleinen Anteil der Gesamtmenge der Teilchen untersuchen. Abhilfe schafft die Partikelgrößenverteilung, die sich an Methoden der Statistik orientiert. Gerade in der Verfahrenstechnik verwendet man die Äquivalenzdurchmesser eines Partikels aus Merkmalen. Zur Bestimmung nutzen wir die Verteilungssumme und -dichte. Sie geben uns Auskunft über den Teilchenanteil einer bestimmten Eigenschaft in Bezug auf die Gesamtmenge des dispersen Systems.In den kommenden ...
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Strömungslehre

  1. Aggregatzustände
    Grundlagen der Strömungslehre > Aggregatzustände
    Aggregatzustand
    ... werden unter dem Begriff Fluide zusammengefasst.Teilchenmodell Mithilfe des Teilchenmodells lassen sich die Aggregatzustände beschreiben. Hier werden die kleinsten Teilchen eines Stoffes auf Kugeln reduziert. Bei einem Feststoff schwingen die kleinsten Teilchen um eine feste Position (ortsfest). Wird nun die Temperatur erhöht, so beginnen die Teilchen heftiger zu schwingen und der Abstand zwischen den Teilchen nimmt zu. Für Feststoffe gilt, dass die Form unverändert ...
  2. Ebene Strömungen
    Ebene Strömungen
    Ebene Strömungen
    ... obige Grafik zeigt ganz deutlich, dass sich die Teilchen (rot), die dem Fluid zugefügt worden sind, in unmittelbarer Nähe des Körpers drehen. Diese Drehung resultiert aus der Reibung an der Körperoberfläche (Grenzschichtströmung). Betrachtet man nun die Außenströmung, so wird deutlich, dass hier keine Drehung der Teilchen erfolgt. Das liegt an der nicht vorhandenen bzw. vernachlässigbaren Reibung. Diese Außenströmung wird auch Potentialströmung ...
  3. Wiederholung: Stromlinienkonzept
    Ebene Strömungen > Wiederholung: Stromlinienkonzept
    Bahnlinie
    ... Stromlinien einfach die Bahnkurven von Fluidteilchen. Die Geschwindigkeit ist in jedem Punkt tangential an diese Kurven gerichtet. Bei instationären Strömungen muss man zwischen Bahnkurven und Stromlinien unterscheiden.Bahnkurven geben die Bahn der Flüssigkeitsteilchen an. Man kann die Bahnkurven sichtbar machen, indem man der Flüssigkeit z.B. Kork-Partikel zufügt. Die Bahnkurve ergibt sich aus der Beobachtung eines Teilchens über einen längeren Zeitraum ...
  4. Lagrange- / Euler-Darstellung
    Kinematik einer Strömung > Lagrange- / Euler-Darstellung
    Lagrange - Darstellung
    ... wird bei dieser Methode der Weg jedes Fluidteilchens (-elementes) – wenigstens jedoch eines stellvertretend für alle – bezüglich eines Koordinatensystems analytisch beschrieben. Die sich dadurch ergebenden LAGRANGEschen Bewegungsgleichungen sind oft sehr kompliziert und erfordern deshalb erheblichen mathematischen Aufwand. Aus diesem Grunde wird die LAGRANGEsche Betrachtungsweise nur in Sonderfällen angewendet.Gegeben sei der Ortsvektor $r_0$ eines Fluidteilchens ...
Strömungslehre
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Thermodynamik

  1. Grundgleichung für ideales Gas
    Zustandsänderung mit idealem Gas > Grundgleichung für ideales Gas
    ... zu beschreiben. Dieser Modellstoff besteht aus Teilchen, die sich ungeordnet zufällig in einem leeren Raum bewegen und folgenden Forderungen genügen:die Teilchen haben kein Eigenvolumen = Punktmasse (Punkt besitzt keine Dimension)zwischen den Teilchen wirken weder Anziehungs- noch Abstoßungskräfte (ihr Abstand voneinander ist so groß, dass sie sich gegenseitig nicht beeinflussen)die Teilchen führen nur gleichförmig geradlinige Bewegungen aus, sie ...
  2. Erster Hauptsatz der Thermodynamik
    Erster Hauptsatz der Thermodynamik
    ... die Summe aller Bewegungsenergien der einzelnen Teilchen des Systems und der vom Abstand der einzelnen Teilchen zueinander abhängigen Anziehungs- und Abstoßungskräfte. Letzteres haben wir für ideale Gase per Definition ausgeschlossen. Deshalb ist die thermische innere Energie idealer Gase U = U(T) allein eine Funktion der sich über die Intensität der Teilchenbewegung definierenden Temperatur T. Die Anziehungs- und Abstoßungskräfte zwischen den ...
  3. Zustandsgröße Temperatur
    Wichtige Grundbegriffe > Zustand eines thermodynamischen Systems und thermodynamische Prozesse > Zustandsgröße Temperatur
    ... man nicht das Verhalten eines jeden einzelnen Teilchens verfolgen kann, argumentiert man mit mathematischen Wahrscheinlichkeiten für bestimmte Geschwindigkeiten und schafft so einen objektiven Maßstab für die Höhe der Temperatur. Die Geschwindigkeiten der Teilchen können wir aber nicht sehen, das bleibt in einem mikroskopischen Bereich verborgen. Die phänomenologische Thermodynamik geht ausschließlich von der äußeren Erscheinung und makroskopisch ...
  4. Zustandsgröße Volumen sowie die Beziehungen zu Masse und Stoffmenge
    Wichtige Grundbegriffe > Zustand eines thermodynamischen Systems und thermodynamische Prozesse > Zustandsgröße Volumen sowie die Beziehungen zu Masse und Stoffmenge
    ... Die Stoffmenge n gibt an, wie viele Teilchen der betreffende Stoff enthält. In den praktisch relevanten Fällen kann die Anzahl der in einem Körper vorhandenen Teilchen nur durch unvorstellbar hohe und für eine rechnerische Verarbeitung kaum handhabbare Zahlen angegeben werden. Deshalb definiert man die Stoffmenge n als das Verhältnis der in einem Körper tatsächlich vorhandenen Teilchenzahl N zur Avogadro-Konstante NA$n = \frac{N}{N_A}$$N_A$= (6,02214129 ...
Thermodynamik
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Wärmeübertragung: Wärmeleitung

  1. Wie wird Wärme transportiert?
    Einführung in die Wärmeübertragung > Wie wird Wärme transportiert?
    ... den kleinsten, unmittelbar benachbarten Teilchen eines Körpers, wenn diese sich bei ihren Bewegungen berühren. Bei lokaler Erwärmung eines Materials werden dort seine Teilchen zu vermehrten Schwingungen angeregt. Dabei stoßen sie an benachbarte Teilchen und geben so Energie weiter. Der jeweilige Aggregatzustand des Materials ist eine wichtige Einflussgröße. In elektrisch leitfähigen Festkörpern (zum Beispiel in Metallen) sorgen hauptsächlich ...
  2. kinematische Viskosität ν und dynamische Viskosität η
    Einführung in die Wärmeübertragung > Wichtige Stoffeigenschaften für den Wärmetransport > kinematische Viskosität ν und dynamische Viskosität η
    ... ist der stetige Impulsaustausch unter den Teilchen, die bei Impulsabgabe an feste Wände dort haften bleiben. Zwischen den haftenden und unmittelbar darüber gleitenden Teilchen treten durch Impulsübertragung quer zur Strömungsrichtung sogenannte Scherkräfte auf, die die Ursache für die innere Reibung (viskoses Verhalten) sind.Das Video wird geladen...(1-3-wichtige-stoffeigensch-waermetransp)Die Viskosität spielt eine Rolle bei der Berechnung von Druckverlusten ...
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Werkstofftechnik 2

  1. Änderungen im Gefüge
    Formgebung der Werkstoffe > Metallische Werkstoffe > Umformen > Änderungen im Gefüge
    ... verformungsfähige Zweitphase mit kleinen Teilchen vor, so werden die Teilchen infolge der Fließvorgänge in der Matrix gedreht und umgelagert. Größeren Teilchen dieser Zweitphase ergeht es hingegen weniger behutsam, denn sie werden im Prozess in kleinere Teilstücke zerbrochen. Bei warmverformten einphasigen, homogenen Metallen ergibt sich hingegen ein rekristallisiertes, feinkörnig-globulitisches Gefüge. Bei inhomogenen oder heterogenen Gefüge ...
  2. Sintern der Formpresslinge
    Formgebung der Werkstoffe > Metallische Werkstoffe > Pulvermetallurgie > Sintern der Formpresslinge
    Sinterteile fahren in Durchlaufofen
    ... und Kontaktwachstum zwischen benachbarten Teilchen in der Periode des Aufheizens.Zwischenstadium $\Longrightarrow $ oder Schwindungsstadium. Auftreten von Schwindungsgeschwindigkeiten. Maximum dieser im Bereich des isothermen Sinterns und nach dessen Überschreitung nicht linearer Abfall dieser. Endstadium $\Longrightarrow $ Pressling erreicht Dichte eines Festkörper unter weiter abnehmender Schwindungsgeschwindigkeit. Beim Festphasensintern mehrphasiger Pulver werden die ...
Werkstofftechnik 2
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Fertigungslehre

  1. Walzen
    Umformen > Walzen
    Varianten von Walzgerüsten
    ... verformungsfähige Zweitphase mit kleinen Teilchen hinzu, so werden diese Teilchen infolge der Fließvorgänge in der Matrix gedreht und umgelagert. Die größeren Teilchen dieser Zweitphase werden im Umformungsprozess in kleiner Teilstücke zerbrochen. Ein warmverformtes einphasiges, homogenes Metall bildet infolge des Umformens ein rekristallisiertes, feinkörnig-globullistisches Gefüge aus.  Ein warmverformte inhomogenes oder heterogenes Gefüge ...
  2. Sintern
    Urformen > Sintern
    Arbeitsschritte beim Sintern
    ... und Metalllegierungen als Pulver mit einem Teilchendurchmesser von weniger als 1 mm zum Einsatz. Hinzu kommen Hilfsstoffe wie Lithium, Zink oder Wachse.Liegt der Teilchendurchmesser oberhalb der 1 mm Grenze, so spricht man von einem Granulat. Teilchen mit einem Durchmesser von weniger als 1 µm gehören zur Gruppe der Kolloide. Welche Teilchengröße letztendlich ausgesucht wird, entscheidet sich anhand des zu fertigenden Formteils.Granulat: MetallfilterKolloide: Formteile ...
Fertigungslehre
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Elektrotechnik

  1. Elektrische Ladung
    Gleichstrom > Elektrische Größen > Elektrische Ladung
    Atommodell nach Rutherford
    ... besitzen eine positive Ladung.Elektronen: Diese Teilchen besitzen eine negative Ladung.Neutronen: Diese Teilchen sind "neutral" und besitzen eine Ladung mit dem Wert 0.Atommodell nach RutherfordOb nun die Gesamtladung positiv oder negativ wird, hängt von der überwiegenden Teilchenladung ab. Ist ein Atom nicht neutral und weist eine Ladung auf, so bezeichnet man es als Ion. Ist es positiv geladen, erhält es den Zusatz Kation oder im umgekehrten negativen Ladungsfall den Zusatz Anion.BeispielEin ...
Elektrotechnik
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