#thermodynamics

Vapor-Druck-Thermodynamik als API, lokal und deterministisch berechnet. Der Clausius-Clapeyron-Endpunkt sagt den Dampfdruck einer Substanz bei einer neuen Temperatur aus einem bekannten Referenzpunkt und der molaren Verdampfungsenthalpie voraus, unter Verwendung von ln(P2/P1) = -ΔHvap/R·(1/T2 - 1/T1) mit Temperaturen in Kelvin – also für Wasser, das bei 101,325 kPa und 373,15 K siedet und ΔHvap ≈ 40,66 kJ/mol, ergibt sich etwa 42,6 kPa bei 350 K. Der Enthalpie-Endpunkt kehrt dieselbe Beziehung um: Aus zwei Druck-/Temperaturpunkten wird die molare Verdampfungsenthalpie berechnet, ΔHvap = -R·ln(P2/P1)/(1/T2 - 1/T1), in J/mol und kJ/mol. Der Antoine-Endpunkt wertet die Antoine-Gleichung log10(P) = A - B/(C + T) in beide Richtungen aus – entweder eine Temperatur angeben, um den Dampfdruck zu erhalten, oder einen Druck, um die Siedetemperatur zu erhalten – standardmäßig mit den Konstanten für Wasser (°C und mmHg, also Wasser zeigt 760 mmHg bei 100 °C), aber beliebige A, B, C für andere Substanzen akzeptierend. Die Gaskonstante R = 8,314462618 J/(mol·K). Alles wird lokal und deterministisch berechnet, daher sofort und privat. Ideal für Entwickler von Apps für Chemieingenieurwesen, Prozesssimulation, Destillation, HLK, Meteorologie und Chemieunterricht, Siedepunkt- und Phasengleichgewichtswerkzeuge sowie Laborsoftware. Reine lokale Berechnung – kein Schlüssel, kein Drittanbieterdienst, sofort. Live, nichts gespeichert. 3 Endpunkte. Dies ist Dampfdruck und Siedepunkt; für Luftfeuchtigkeit und Taupunkt verwenden Sie eine psychrometrische API und für den idealen Gaszustand eine Gasgesetz-API.

api.oanor.com/vaporpressure-api

Wirkungsgrad von Wärmekraftmaschinen und Leistungszahl als API, lokal und deterministisch berechnet. Der Effizienz-Endpunkt liefert den maximalen Carnot-Wirkungsgrad einer zwischen zwei Temperaturen arbeitenden Wärmekraftmaschine, η = 1 − Tc/Th (in Kelvin) – die absolute Obergrenze, die keine reale Maschine übertreffen kann – und bei gegebener Wärmezufuhr die maximale Arbeit, die sie erzeugen könnte, sowie die abzuführende Wärme. Der Wärmepumpen-Endpunkt liefert die Carnot-Leistungszahl einer Wärmepumpe, COP = Th/(Th − Tc), und eines Kühlschranks oder einer Klimaanlage, COP = Tc/(Th − Tc), sowie die bei gegebener Arbeit bewegte Wärme. Der Maschinen-Endpunkt analysiert eine reale Maschine anhand ihrer Wärmebilanz: Aus zwei der Größen Wärmezufuhr, Arbeitsabgabe, Wirkungsgrad oder abgeführte Wärme berechnet er die restlichen mit η = W/Qh und Qc = Qh − W, und – bei gegebenen Reservoirtemperaturen – vergleicht er sie mit der Carnot-Grenze und gibt den exergetischen Wirkungsgrad (Zweiter-Hauptsatz-Wirkungsgrad) an. Temperaturen akzeptieren Kelvin, Celsius oder Fahrenheit. Alles wird lokal und deterministisch berechnet, daher ist es sofort und privat. Ideal für Thermodynamik-Lehrmittel, Maschinen-, Turbinen- und HVAC-Design, Kälte- und Wärmepumpen-Anwendungen sowie Energiesystem-Software. Reine lokale Berechnung – kein Schlüssel, kein Drittanbieter-Service, sofort. Live, nichts wird gespeichert. 3 Endpunkte. Dies ist der Wirkungsgrad von Wärmekraftmaschinen und Kältekreisläufen; für fühlbare Wärme verwenden Sie eine spezifische Wärme-API und für den LMTD von Wärmetauschern eine Wärmetauscher-API.

api.oanor.com/carnot-api

Newtonsches Abkühlungsgesetz und konvektiver Wärmeübergang als API, lokal und deterministisch berechnet. Der Konvektions-Endpunkt wendet die konvektive Wärmeübergangsrate Q = h·A·ΔT an – die von einer Oberfläche abgeführte Wärme ist gleich dem Wärmeübergangskoeffizienten mal der Fläche mal der Temperaturdifferenz zwischen Oberfläche und Fluid – und löst nach der Wärmerate, dem Koeffizienten, der Fläche oder der Temperaturdifferenz auf, je nachdem, welche Größe Sie auslassen, mit typischen Koeffizienten für natürliche und erzwungene Luft, Wasser, Sieden und Kondensieren. Der Abkühlungs-Endpunkt wendet das Newtonsche Abkühlungsgesetz an, T(t) = T_Umgebung + (T0 − T_Umgebung)·e^(−k·t): Aus einer Anfangstemperatur, der Umgebungstemperatur und einer Abkühlungskonstanten (oder Zeitkonstante τ = 1/k) ergibt sich die Temperatur nach einer Zeit, oder die Zeit, um eine Zieltemperatur zu erreichen, oder es wird die Abkühlungskonstante aus einer gemessenen Temperatur zu einem bekannten Zeitpunkt gelöst – die Mathematik dahinter, wie ein heißes Getränk, ein forensischer Körper oder ein abkühlendes Gussstück sich der Raumtemperatur annähert. Der Koeffizienten-Endpunkt verknüpft die Abkühlungskonstante mit den physikalischen Eigenschaften, k = h·A/(m·c), und der thermischen Zeitkonstante. Alles wird lokal und deterministisch berechnet, daher ist es sofort und privat. Ideal für thermische Ingenieur- und HVAC-Tools, Lebensmittelsicherheits- und forensische Abkühlungs-Apps, Elektronikkühlungs- und Prozesssteuerungssoftware sowie Physikausbildung. Reine lokale Berechnung – kein Schlüssel, kein Drittanbieterdienst, sofort. Live, nichts wird gespeichert. 3 Endpunkte. Dies ist Konvektion und instationäre Abkühlung; für stationäre Leitung durch Wände verwenden Sie eine U-Wert-API und für thermische Strahlung eine Stefan-Boltzmann-API.

api.oanor.com/cooling-api

Wärmetauscher-LMTD- und Effektivität-NTU-Mathematik als API, lokal und deterministisch berechnet. Der lmtd-Endpunkt berechnet die logarithmische mittlere Temperaturdifferenz, LMTD = (ΔT1 − ΔT2)/ln(ΔT1/ΔT2), die wahre durchschnittliche treibende Temperatur eines Wärmetauschers, aus den Einlass- und Auslasstemperaturen des heißen und kalten Stroms für entweder eine Gegenstrom- oder eine Gleichstromanordnung und kennzeichnet eine Temperaturkreuzung. Der duty-Endpunkt wendet Q = U·A·LMTD·F an – die Wärmeleistung ist gleich dem Gesamtwärmeübergangskoeffizienten mal der Fläche mal dem LMTD mal einem optionalen Korrekturfaktor – und löst nach der Leistung, dem Koeffizienten, der Fläche oder dem LMTD auf, je nachdem, welchen Wert Sie auslassen, wobei der LMTD direkt oder aus den vier Temperaturen übernommen wird. Der effectiveness-Endpunkt verwendet die Effektivität-NTU-Methode: Aus den Wärmekapazitätsraten des heißen und kalten Stroms (direkt angegeben oder als Massenstrom mal spezifischer Wärme) und der Anzahl der Übertragungseinheiten NTU = U·A/Cmin werden das Kapazitätsverhältnis, die Effektivität für die Anordnung und – bei gegebenen Einlasstemperaturen – die maximale und tatsächliche Wärmeleistung sowie die Auslasstemperaturen zurückgegeben. Alles wird lokal und deterministisch berechnet, daher ist es sofort und privat. Ideal für Prozess-, Chemie- und Maschinenbauwerkzeuge, HLK, Kälte- und Wärmedesign-Apps sowie Ingenieurausbildung. Reine lokale Berechnung – kein Schlüssel, kein Drittanbieterdienst, sofort. Live, nichts gespeichert. 3 Endpunkte. Dies ist eine Analyse von Zweistrom-Wärmetauschern; für die fühlbare Wärme eines einzelnen Stroms Q = m·c·ΔT verwenden Sie eine spezifische Wärme-API.

api.oanor.com/lmtd-api

Latentwärme und Phasenwechselenthalpie als API, lokal und deterministisch berechnet. Der Latent-Endpunkt wendet Q = m·L an – die Wärme zum Schmelzen, Gefrieren, Sieden oder Kondensieren eines Stoffes ist gleich seiner Masse mal der latenten Wärme – und löst nach derjenigen Größe (Wärme, Masse oder latente Wärme) auf, die Sie auslassen, wobei die Schmelz- oder Verdampfungswärme direkt oder aus einer integrierten Stofftabelle (Wasser, Ethanol, Quecksilber, Blei, Aluminium, Eisen, Stickstoff, Sauerstoff) verwendet wird. Der Phasenwechsel-Endpunkt berechnet die vollständige Enthalpie beim Erhitzen oder Abkühlen eines Stoffes von einer Temperatur zu einer anderen, kombiniert automatisch die fühlbare Wärme m·c·ΔT innerhalb jeder Phase mit der latenten Wärme an jedem Schmelz- und Siedeübergang, den er durchläuft, und gibt eine schrittweise Aufschlüsselung zurück – so kann er Ihnen beispielsweise die Gesamtenergie mitteilen, um Eis bei −10 °C vollständig in Dampf bei 110 °C umzuwandeln, unter Verwendung der richtigen spezifischen Wärme für den Feststoff, die Flüssigkeit und das Gas. Der Stoff-Endpunkt listet die latenten Wärmen und die spezifischen Wärmen pro Phase auf. Die Wärme wird in Joule, Kilojoule, Wattstunden und Kilokalorien angegeben. Alles wird lokal und deterministisch berechnet, daher ist es sofort und privat. Ideal für Thermodynamik- und HLK-Werkzeuge, Kälte-, Heizungs- und Verfahrenstechnik-Apps, Lebensmittel- und Materialwissenschaften sowie Physikunterricht. Reine lokale Berechnung – kein Schlüssel, kein Drittanbieter-Dienst, sofort. Live, nichts gespeichert. 3 Endpunkte. Dies ist latente Wärme und Phasenwechsel; für fühlbare Wärme allein (Q = m·c·ΔT ohne Phasenwechsel) verwenden Sie eine spezifische Wärme-API.

api.oanor.com/enthalpy-api

Thermische Ausdehnungsmathematik als API, lokal und deterministisch berechnet. Der lineare Endpunkt berechnet, wie stark sich ein Feststoff bei Temperaturänderung ausdehnt oder zusammenzieht, ΔL = α·L0·ΔT, und gibt die Längenänderung und die neue Länge aus einer ursprünglichen Länge, einer Temperaturänderung (direkt oder als Anfangs- und Endtemperatur angegeben) und dem linearen Ausdehnungskoeffizienten α zurück – entnommen aus einer integrierten Materialtabelle (Stahl, Aluminium, Kupfer, Beton, Glas, Invar und mehr) oder direkt angegeben; Längen akzeptieren Meter, Zentimeter, Millimeter, Fuß oder Zoll. Der Volumenendpunkt berechnet die Volumenausdehnung, ΔV = β·V0·ΔT, wobei für einen Feststoff der Volumenkoeffizient β ≈ 3α ist und für eine Flüssigkeit (Wasser, Ethanol, Quecksilber, Benzin und andere) β direkt übernommen wird; Volumen akzeptieren Kubikmeter, Liter, Milliliter oder Kubikfuß. Der Materialienendpunkt listet die Koeffizienten auf. Eine negative Temperaturänderung führt zu Kontraktion. Alles wird lokal und deterministisch berechnet, daher ist es sofort und privat. Ideal für Bau- und Maschinenbauwerkzeuge, Schienen-, Rohr- und Brückendehnungsfugendesign, Fertigungstoleranz- und HLK-Apps sowie Physikunterricht. Reine lokale Berechnung – kein Schlüssel, kein Drittanbieterdienst, sofort. Live, nichts gespeichert. 3 Endpunkte. Dies ist thermische Ausdehnung; für Wärmeenergie und Temperaturänderung verwenden Sie eine spezifische Wärme-API.

api.oanor.com/thermalexpansion-api

Kalorimetrie (spezifische Wärme) Mathematik als API, lokal und deterministisch berechnet. Der Heat-Endpunkt wendet die Gleichung für fühlbare Wärme Q = m·c·ΔT an – die Wärmeenergie ist gleich der Masse mal der spezifischen Wärme mal der Temperaturänderung – und löst nach jeder der vier Größen, die Sie auslassen, wobei die Temperaturänderung direkt oder als Differenz einer Anfangs- und Endtemperatur angegeben wird, und die spezifische Wärme direkt oder aus einem integrierten Material (Wasser, Eis, Aluminium, Kupfer, Stahl, Glas, Ethanol und mehr); es gibt die Wärme in Joule, Kilojoule, Kalorien, Kilokalorien und Wattstunden aus. Der Mix-Endpunkt findet die Gleichgewichtstemperatur, wenn zwei Körper mit unterschiedlichen Temperaturen in thermischen Kontakt gebracht werden, Tf = (m1·c1·T1 + m2·c2·T2) / (m1·c1 + m2·c2), mit der übertragenen Wärme, für gleiche oder unterschiedliche Materialien. Der Materials-Endpunkt listet typische spezifische Wärmen auf. Verwenden Sie SI-Einheiten – Masse in Kilogramm, spezifische Wärme in Joule pro Kilogramm-Kelvin, Temperaturen in °C oder K (der Unterschied ist derselbe). Alles wird lokal und deterministisch berechnet, daher ist es sofort und privat. Ideal für den Physik- und Chemieunterricht, thermische Technik und HLK-Werkzeuge, Koch- und Brau-Apps sowie Materialwissenschaftsrechner. Reine lokale Berechnung – kein Schlüssel, kein Drittanbieterdienst, sofort. Live, nichts wird gespeichert. 3 Endpunkte. Dies ist Kalorimetrie; für das ideale Gasgesetz verwenden Sie eine Gasgesetz-API.

api.oanor.com/specificheat-api

Ideal-Gas-Gesetz-Mathematik als API, lokal und deterministisch berechnet. Der ideale Endpunkt löst PV = nRT für die Größe, die Sie auslassen: Geben Sie drei der Größen Druck, Volumen, Stoffmenge (Mol) und Temperatur an, und er gibt die vierte in mehreren Einheiten zurück. Der kombinierte Endpunkt wendet das kombinierte Gasgesetz an, P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂: Geben Sie einen ersten Zustand und zwei Größen des zweiten Zustands an, und er findet die fehlende – praktisch für Fragen wie „Was passiert mit dem Volumen, wenn ich den Druck verdoppele?“. Der Dichte-Endpunkt berechnet die Dichte eines idealen Gases aus Druck, Temperatur und molarer Masse (ρ = P·M / R·T). Druck akzeptiert Pascal, kPa, bar, atm, psi, mmHg und Torr; Volumen akzeptiert m³, Liter, mL und Kubikfuß; Temperatur akzeptiert Kelvin, Celsius und Fahrenheit; und die Gaskonstante R beträgt 8,314462618 J/(mol·K). Alles wird intern in SI berechnet und ist sofort und privat. Ideal für Chemie- und Physikausbildung, Labor- und Prozesswerkzeuge, HLK- und Tauchberechnungen sowie Ingenieurssoftware. Reine lokale Berechnung – kein Schlüssel, kein Drittanbieterdienst, sofort. Live, nichts wird gespeichert. 3 Endpunkte. Dies ist ideale Gas-Thermodynamik; für die chemischen Elemente und Periodensystemdaten verwenden Sie eine Elemente-API.

api.oanor.com/gaslaw-api