Zusammenfassung
In der Thermodynamik tritt der Begriff der Stoffmenge häufig auf. Wir sprechen dabei von Stoffmengen, wenn wir allgemein eine bestimmte oder auch unbestimmte Menge von Materie kennzeichnen wollen. Beispiele sind die Brennstoffmenge, die einer Feuerung zugefühlt wird, oder die Menge des Fluids, das als Arbeitsmittel einer Wärmekraftmaschine einen Kreisprozeß vollführt. Wir fassen dabei die Stoffmenge nicht als eine physikalische Größe auf, sondern als ein Objekt, dessen Eigenschaften durch physikalische Größen bestimmt werden. Eine Stoffmenge hat daher z.B. eine bestimmte Masse m, sie nimmt einen Raum mit einem bestimmten Volumen V ein und sie steht unter einem bestimmten Druck p. Im folgenden wollen wir die Eigenschaften behandeln, welche die Größe einer Stoffmenge quantitativ kennzeichnen. Wir nennen diese Eigenschaften der Stoffmenge ihre Maße. Diese physikalischen Größen sind: die Masse m (das Gewicht) der Stoffmenge, die Teilchenzahl N, die Substanzmenge n sowie das Volumen V n der Stoffmenge im Normzustand.
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Referenzen
Baehr, H. D.: Gewicht und Masse in den Größengleichungen der Technik. Konstruktion 12 (1960) S. 203 – 207. In diesem Aufsatz findet man zahlreiche Literaturangaben.
Federwaagen sind zum Abmessen von Stoffmengen gesetzlich nicht zugelassen; sie werden gelegentlich von hausierenden Lumpenhändlern benutzt und existieren im wesentlichen nur in Physikbüchern.
Diesem schon in der ersten Auflage dieses Buches 1962 veröffentlichten Vorschlag hat sich inzwischen auch der Deutsche Normen-Ausschuß (DNA) angeschlossen, vgl. Normblatt DIN 1305: Masse, Gewicht, Gewichtskraft, Fallbeschleunigung. Begriffe. Ausgabe Juni 1968.
Vgl. die ausführliche Darstellung von U. Stille: Messen und Rechnen in der Physik. 2. Aufl. S. 364–374, Braunschweig: Fr. Vieweg & Sohn 1961. Hier werden auch die Zusammenhänge zu dem in der Chemie gebräuchlichen Begriff der „Molzahl“ und älteren, nun aufgegebenen Auffassungen des Molbegriffs behandelt.
Die Bezeichnung „Stöffmenge“, die z.B. im „Gesetz über Einheiten im Meßwesen“, Bundesgesetzblatt 1969, I, Nr. 55, S. 709–712, benutzt wird, haben wir in Anlehnung an den allgemeinen Sprachgebrauch zur Benennung des allgemeinen Begriffs verwendet, vgl. S.411. Für die physikalische Größe n als Eigenschaft und Maß für Stoffmengen dürfte das hier verwendete Wort „Substanzmenge“ geeigneter sein, das außerdem in der Alltagssprache ungebräuchlich ist.
Taylor, B. N., Parker, W. EL, Langenberg, D. N.: Determination of e/h, Using Macroscopic Quantum Phase Coherence in Superconductors: Implications for Quantum Electrodynamics and the Fundamental Physical Constants. Reviews of Mod. Phys. 41 (1969) S.375–496.
Vgl. hierzu auch Grigull, U.: Normvolumen und Normkubikmeter. Brennst.-Wärme-Kraft 19 (1967) S.561–563.
DIN 1343: Normzustand, Normvolumen. Ausgabe Mai 1964.
Gesetz über Einheiten im Meßwesen. Bundesgesetzblatt 1969, Teil I, Nr. 55, S.7Ö9 und Ausführungsverordnung zum Gesetz über Einheiten im Meßwesen. Bundesgesetzblatt 1970, Teil I, Nr. 62, S.981. — Vgl. hierzu auch Haeder, W., Gärtner, E.: Die gesetzlichen Einheiten in der Technik. Berlin, Köln, Frankfurt/M.: Beuth-Vertrieb 1970.
Das Kechnen mit Größen und Größengleichungen, das in den früheren Auf-lagen dieses Buches noch ausführlich behandelt wurde, sollte inzwischen zum selbstverständlichen Handwerkszeug aller Ingenieure geworden sein. Vgl. hierzu z.B. DIN Taschenbuch 22: Normen für Größen und Einheiten in Naturwissenschaft und Technik, 3.Aufl. Berlin, Köln, Frankfurt/M.: Beuth-Vertrieb 1972. Stille, U.: Messen und Rechnen in der Physik. 2.Aufl. Braunschweig: Fr. Vieweg u. Sohn 1961 sowie Westphal, W. H.: Die Grundlagen des physikalischen Begriffssystems. Braunschweig: Fr. Vieweg u. Sohn 1965.
Nach dem „Gesetz über Einheiten im Meßwesen“, vgl. Fußnote 1 auf S.420. 2 Besonderer Name für das Kelvin bei der Angabe von Celsius-Temperaturen ist der Grad Celsius (°C), vgl. S.23.
Für die Energieeinheit Kalorie (cal) wurden im Laufe der Zeit mehrere unterschiedliche Definitionen gegeben, die sich numerisch nur wenig unterscheiden, vgl. hierzu U.Stille (Fußnote 2 auf S.420) S. 107–115 u. 357–358. Bei der Benutzung älterer, sehr genauer Zahlenwerte vergewissere man sich, um welche Definition der Kalorie es sich jeweils handelt.
Vgl. Fußnote 2 auf S.420.
Nach B. N. Taylor, W. H. Parker und D. N. Langenberg, vgl. Fußnote 2 auf S. 417.
Werte nach Wagman, D. D., Evans, W. H. u. a.: Selected Values of Chemical Thermodynamic Properties. Natl. Bur. Stand. Techn. Note 270–3, Washington 1968, sowie nach Landolt-Börnstein: Zahlenwerte u. Funktionen, 6. Aufl. Bd. II/4, Tab.2413, Berlin-Göttingen-Heidelberg: Springer 1961. Dort auch Angaben für zahlreiche weitere Stoffe.
Nach Baehr, H. D., Hartmann, H., Pohl, H.-Chr., Schomäcker, H.: Thermodynamische Funktionen idealer Gase für Temperaturen bis 6000°K. Berlin-Heidelberg-New York: Springer 1968. — Die Werte für Luft wurden aus den in Tab. 10.9 angegebenen spez. Enthalpien berechnet.
Nach Baehr, H. D., Hartmann, H. u.a., vgl. Fußnote auf S.426. Die Werte für Luft nach Baehr, H. D.: Gleichungen und Tafeln der thermodynamischen Funktionen von Luft und einem Modell-Verbrennungsgas zur Berechnung von Gasturbinenprozessen. Fortschr. -Ber. VDI-Z. Reihe 6, Nr. 13. Düsseldorf: VDI-Verlag 1967.
Nach Baehr, H. D.: Gleichungen und Tafeln..., vgl. Fußnote 1 auf S.427.
Diese Tabelle ist ein Auszug aus der entsprechenden Tafel in Properties of Water and Steam in Si-Units (Zustandsgrößen von Wasser und Wasserdampf), herausgegeben von E. Schmidt. Berlin-Heidelberg-New York: Springer 1969 und München: Verlag R. Oldenbourg 1969.
Nach W. Gumz, vgl. Fußnote 1 auf S.432. — Die wohl umfassendste Übersicht über die Eigenschaften von festen, flüssigen und gasförmigen Brennstoffen findet man in Landolt-Börnstein: Zahlenwerte und Funktionen, IV. Band Technik, Teil 4b, Tab. 4911, S.225–332, Springer-VerlagBerlin-Heidelberg-New York 1972.
Weitere Angaben z.B. bei Gumz, W.: Brennstoffe und Verbrennung, in Dubbels Taschenbuch für den Maschinenbau, Bd.1, 12.Aufl. S.458 – 490. Berlin-Göttingen-Heidelberg: Springer 1961. Dort findet man auch zahlreiche Literaturangaben.
Umrechnung auf die Zusammensetzung im Verwendungszustand durch Multiplikation der Bestandteile mit (1 — w — a).
Umrechnung auf den Heizwert im Verwendungszustand: (math).
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Dieter Baehr, H. (1973). Anhang: Einheiten. Tabellen. In: Thermodynamik. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-10535-1_10
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