Institut für Strömungsmechanik und Umweltphysik im Bauwesen

KAPITEL B - Eigenschaften der FluideB.8 Spezifische Wärmec[Nm/(kg K)]Die spezifische Wärme c ist die Wärmemenge, die ein kg des Fluids um ein Grad erwärmt. Für Wasserbei 20 o C ist c = 4181 Nm/(kg K).Bei Gasen muß unterschieden werden zwischen c p und c v , d.h. spezifischer Wärme für Temperaturerhöhungbei konstantem Druck bzw. konstantem Volumen.So gilt für Luft bei 0 o C c p = 1005 Nm/(kg K) und c v = 718 Nm/(kg K).Für ein ideales Gas liefern Überlegungen aus der Thermodynamik die Beziehungen: R = c p − c v undn = c p /c v , mit der spezifischen Gaskonstanten R und dem Polytropenexponenten n; (n = 1,4 beiLuft).B.9 Innere Energieu[J/kg]Innere Energie eines Fluids ist der Energiegehalt der Molekülbewegung bezogen auf die Masseneinheitdes Fluids. Da thermodynamische Prozesse hier nicht behandelt werden, sei u vereinfacht verstandenals die pro Masseneinheit gespeicherte Wärmemenge. Für eine Flüssigkeit mit konstanter spezifischerWärme gilt dann ∆u = c ∆T .Im hier behandelten Zusammenhang interessiert ausschließlich der Verlust mechanischer Strömungsenergiedurch Flüssigkeitsreibung, was zu einem Zuwachs an innerer Energie führt.B.10 Dampfdruckp D[Pa]Bei atmosphärischem Druck siedet Wasser bei 100 o C, auf einem hohen Berg aber schon bei etwasniedrigerer Temperatur. Umgekehrt läßt sich eine Flüssigkeit zur Verdampfung bringen, indem beifestgehaltener Temperatur der Absolutdruck unter den Dampfdruck abgesenkt wird. Dieser ist starktemperaturabhängig; bei Wasser ist z.B.P D = 1, 01 · 10 5 Pa = 1,01 bar bei 100 o CP D = 0, 20 · 10 5 Pa = 0,20 bar bei 60 o C undP D = 0, 02 · 10 5 Pa = 0,02 bar bei 20 o C.Sinkt in einer Flüssigkeit der Druck unter Dampfdruck, so bilden sich Dampfblasen, sodaß der Drucknicht weiter fallen kann. Diese Blasen beginnen ihr Wachstum an sogen. Keimen, das sind kleinsteGasbläschen, die an Schwebstoffteilchen oder an der Behälterwand angelagert und in technischenFlüssigkeiten immer vorhanden sind. Nur in sorgfältigen Labormessungen mit keimfreiem Wasser istes gelungen, auch Zugspannungen in Flüssigkeiten zu erzeugen.- 10 -