Mechanik der Gase
Kenntnisse über die Bewegung von Gasteilchen, deren Geschwindigkeit und Energie sind eine wichtige Voraussetzung zum Verständnis moderner Technologien, z. B. der Vakuumtechnik, und eng damit verknüpft der Vakuumphysik oder der Handhabung von Gasen.M
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Dieter Richter
Mechanik der Gase
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Dr. Dieter Richter Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie BESSY II Albert-Einstein-Str. 15 12489 Berlin Deutschland [email protected]
ISSN 0937-7433 ISBN 978-3-642-12722-9 e-ISBN 978-3-642-12723-6 DOI 10.1007/978-3-642-12723-6 Springer Heidelberg Dordrecht London New York Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar. c Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2010 Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9. September 1965 in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Einbandentwurf: WMXDesign GmbH, Heidelberg Gedruckt auf säurefreiem Papier Springer ist Teil der Fachverlagsgruppe Springer Science+Business Media (www.springer.com)
Vorwort
Kenntnisse über die Bewegung von Gasteilchen, deren Geschwindigkeit und Energie sind eine wichtige Voraussetzung zum Verständnis moderner Technologien, z. B. der Vakuumtechnik, und eng damit verknüpft der Vakuumphysik oder der Handhabung von Gasen. Mit dem vorliegenden Material wurde der Versuch unternommen eine gut verständliche Darstellung der Mechanik der Gase zu geben. Dabei sollte der mathematische Apparat nicht komplizierter als notwendig sein. Es ist eine in sich geschlossene, aufeinander aufbauende Darstellung. Zu Beginn wird die Maxwellsche Geschwindigkeitsverteilung beschrieben. Dem folgen die Herleitung der Zustandsgleichung für ideale Gase und die Beschreibung der wichtigsten Zustandsgleichungen realer Gase. Anschließend werden die Beziehungen für alle wichtigen gaskinetischen Kenngrößen hergeleitet und Möglichkeiten zu deren experimenteller Bestimmung gezeigt. Die Darstellung endet mit der Erklärung ausgesuchter Rechnungen und der Zusammenstellung aller wichtigen Formeln. Nur an den Stellen, wo es notwendig erschien, wurden Tabellen mit physikalischen Eigenschaften von Gasen eingefügt. Die Tabellen dienen dem Vermitteln der Größenordnungen einiger Kenngrößen und da
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