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Mechanik der gas- und dampfförmigen Körper.
II. Dynamik.
a. Gleichung des gesammten Arbeitsvermögens; Wärme -Gleichg.; Gleichg. der lebend.
Kraft gas- oder dampfförm. Körper.
Ein in Bewegung befindlicher gas- oder dampftörm. Körper habe die seinem
augenblickl. Bewegungs-Zustande entsprechende lebend. Kraft Z, welche auch
sein äusseres Arbeitsvermögen genannt wird, das seinem augenblickl. Wärme-
Zustande entsprechende innere Arbeitsvermögen U (vergl. S. 828), also das
gesammte Arbeitsvermögen L-+-Ü. Dann ist nach dem Prinzip der Aequi-
valenz von Arbeit, lebend. Kraft und Wärme für irgend eine » kleine Zustands-
Aenderung des Körpers der Zuwachs an gesammtem Arbeitsvermögen
desselben = der Arbeits-Summe der auf ihn wirkenden äussern
Kräfte + dem Arbeitswerth derihm von aussen mitgetheilten Wärme®*).
Bezeichnet man also mit dM die Arbeits-Summe aller auf den Körper
einwirkenden Massenkräfte und mit d diejenige der äussern Druckkräfte,
bezogen auf 18 des Körpers, so ist die Gleichg. des gesammten Arbeits-
vermögens: d(L+UÜ)=d4M+dP+ Wal. (1)
Die dem Körper im ganzen zugeführte, nämlich von aussen mitgetheilt,
und die durch äussere Reibungen und innere Widerstände erzeugte Wärme-
menge wird theils zur Vermehrung des innern Arbeitsvermögens,
theils zur Verrichtung von Expans.-Arbeit verwendet. Nennt man also:
dB die Arbeits-Summe sämmtlicher äussern und innern Widerstände
und d£E=pdv die Expans.-Arbeit, so wird die Wärme-Gleichg.:
WdQ+dB=dU-AdE; (2)
und hiernach die Aenderung des äussern Arbeitsvermögens, oder die
Gleichg. der lebend. Kraft:
dL=dM+dP+dE—dBE. (3)
b. Bewegung der Gase in Gefässen und Röhren.
Bei der perman. Bewegung eines gasförm. Körpers in Gefässen und
xöhren sei: 7’ der Querschn. an irgend einer Stelle vom Gefäss oder Rohr, « die
Geschw., mit der sämmtliche Gastheilchen diesen Querschn. durchfliessen, @ das
unveränderl. Gew. der in 1 Sek. durch jeden Querschn. strömenden Gasmenge, so
ist, wenn die Richtung von v mit der Richtg. der Schwerkraft den Winkel & ein-
schliesst, wofür dM =cosdds, und sich übrigens das Gefäss im Ruhezustande
befindet, die Kontinuitäts-Gleichg.:
Fu='i@v, (4)
ferner, bezogen auf 1ks des Körpers, da nach Gleichg. (18) und (20), 8. 829:
S RadT { i ;
du ee die Gleichg. des gesammten Arbeitsvermögens:
16.2
udws ic: Rd \ 5
— + ——_ = cosods — d(pv) + WdQ, (5)
g n—1 &
u RAN
die Wärmegleichg.: WdQ-+db FT + pdv, (6)
und die Gleichg. der lebend. Kraft oder des äussern Arbeitsvermögens:
udu =
—— = cosdds —vdp — dB. (7)
«. Bewegung der Gase in Röhren ohne Rücksicht auf Wärmeleitung
Die Wärmeleitung durch die Rohrwand kann unberücksichtigt bleiben, sobald
der Temperat.-Unterschied in und ausserhalb der Röhre nur gering ist, wie z.B.
bei Leuchtgas- oder auch Windleitungen. Es werde in der Folge auch überall
dr Ei nn
voraus gesetzt, dass der Röhrenquerschn. ri der Winkel & und der Koeffiz. } der
Reibung des Gases an der Rohrwand für die betrachtete Rohrstrecke konstant seien.
rarashof A,a. 0.78.60;
*#) Grashof. A. a. O. S. 593 — 597.