Thermodynamik der Deformation

Zusammenfassung

Jede Bewegung eines Kontinuums ist von thermischen Erscheinungen begleitet, bei der Bewegung treten örtliche und zeitliche Temperaturunterschiede auf, und es fließen Wärmeströme. Zwar kann man in manchen Fällen diese Effekte vernachlässigen und die Bewegung des Kontinuums mit einer rein „mechanischen Theorie“ beschreiben; die klassische Elastizitätstheorie und Festigkeitslehre sind Beispiele hierfür. In anderen Fällen sind aber thermische Erscheinungen so wichtig, daß man sie nicht vernachlässigen kann, ohne daß die Theorie für die Beschreibung beobachtbarer Phänomene so gut wie wertlos wird; dies trifft für weite Bereiche der Hydro- und Gasdynamik zu. Ein tiefergehendes Verständnis der Kontinuumsmechanik und eine Theorie, die eine möglichst große Zahl kontinuumsmechanischer Phänomene unter einheitlichen Gesichtspunkten behandelt, setzen die Berücksichtigung thermischer Effekte voraus. Daher müssen wir uns im folgenden mit einigen Grundbegriffen und grundlegenden Gesetzen der Thermodynamik auseinandersetzen. Damit ist natürlich nicht gesagt, daß thermische Vorgänge die einzigen wären, die bei der Bewegung eines Kontinuums außer den rein mechanischen Erscheinungen auftreten. Solche Bewegungen können z.B. auch von elektrischen Erscheinungen begleitet sein. Doch kann man solche und weitere Effekte häufig vernachlässigen, ohne den Anwendungsbereich der Theorie zu stark einzuschränken.