Machzahl und Kompressibilität

Der Mohrsche Kreis ist eine zweidimensionale grafische Darstellung des Cauchy-Spannungstensors. Er veranschaulicht die Transformation von Normalspannung ([latex]\sigma_n[/latex]) und Schubspannung ([latex]\tau_n[/latex]) auf einer beliebig orientierten Ebene an einem Punkt. Die Abszisse jedes Punktes auf dem Kreis ist die Normalspannung und die Ordinate ist die Schubspannung, was eine einfache Bestimmung der Hauptspannungen ermöglicht.

Die Reynoldszahl ([latex]\text{Re}[/latex]) ist eine dimensionslose Größe in der Strömungsmechanik, die zur Vorhersage von Strömungsmustern verwendet wird, indem sie das Verhältnis von Trägheitskräften zu viskosen Kräften darstellt. Niedrige Reynoldszahlen kennzeichnen eine glatte, geordnete laminare Strömung, während hohe Reynoldszahlen auf eine chaotische, wirbelreiche turbulente Strömung hinweisen. Sie ist entscheidend für die Bestimmung des dynamischen Verhaltens einer Flüssigkeit und für Skalierungsexperimente.

Elektromagnetische Felder können einen Impuls übertragen. Die Impulsdichte des elektromagnetischen Feldes ergibt sich aus dem Poynting-Vektor [latex]\vec{S}[/latex] geteilt durch die Lichtgeschwindigkeit zum Quadrat, [latex]\vec{g} = \vec{S}/c^2 = (\vec{E} \mal \vec{B})/(\mu_0 c^2)[/latex]. Damit der Impuls in einem System aus geladenen Teilchen und Feldern erhalten bleibt, muss neben dem mechanischen Impuls der Teilchen auch der Impuls der Felder berücksichtigt werden.

Der Wechselstrom-Induktionsmotor arbeitet nach dem Prinzip eines rotierenden Magnetfelds, das vom Stator erzeugt wird. Dieses Feld wird durch die Zufuhr von mehrphasigen Wechselströmen zu räumlich verteilten Statorwicklungen erzeugt. Das rotierende Feld induziert Ströme in den Rotorleitern (z. B. einem Käfigläufer), die ein entgegengesetztes Magnetfeld erzeugen. Die Wechselwirkung zwischen diesen Feldern erzeugt das Drehmoment.

Die Nernst-Gleichung quantifiziert die reversible elektromotorische Kraft (EMK) bzw. die Leerlaufspannung einer Brennstoffzelle unter nicht-standardmäßigen Bedingungen. Sie verknüpft das Zellpotential ([latex]E[/latex]) mit dem Standardpotential ([latex]E^0[/latex]), der Temperatur und den Aktivitäten (angenähert durch Partialdrücke) der Reaktanten und Produkte. Die Gleichung lautet [latex]E = E^0 - frac{RT}{nF} ln Q[/latex], wobei Q der Reaktionsquotient ist.

Die Bewegungs-EMK wird erzeugt, wenn sich ein Leiter durch ein Magnetfeld bewegt. Die magnetische Komponente der Lorentz-Kraft, [latex]\mathbf{F} = q(\mathbf{v} \mal \mathbf{B})[/latex], wirkt auf die Ladungsträger im Leiter, wodurch sie sich bewegen und eine Ladungstrennung erzeugen. Diese Trennung führt zu einem elektrischen Feld und einer Potenzialdifferenz. Die resultierende EMK ist durch das Linienintegral [latex]\mathcal{E} = \oint (\mathbf{v} \times \mathbf{B}) \cdot d\mathbf{l}[/latex] gegeben.

Die Detonationsgeschwindigkeit (VoD) ist die Geschwindigkeit, mit der sich die Stoßwellenfront durch einen detonierenden Sprengstoff ausbreitet. Sie ist ein primäres Maß für die Leistung und Sprengkraft eines Sprengstoffs und dient zur Unterscheidung von hochexplosiven und niedrigexplosiven Stoffen. Die VoD ist eine charakteristische Eigenschaft, die von Dichte, Korngröße und Einschluss beeinflusst wird; typische Werte erreichen bei hochexplosiven Stoffen Tausende von Metern pro Sekunde.

Für einen allgemeinen dreidimensionalen Spannungszustand wird die Analyse durch drei Mohr'sche Kreise dargestellt. Diese Kreise werden in der Ebene [latex]\sigma_n - \tau_n[/latex] unter Verwendung der drei Hauptspannungen ([latex]\sigma_1, \sigma_2, \sigma_3[/latex]) als Durchmesser gezeichnet. Der größte Kreis, definiert durch [latex]\sigma_1[/latex] und [latex]\sigma_3[/latex], umschließt die beiden anderen und bestimmt die absolute maximale Schubspannung, [latex]\tau_{abs max} = (\sigma_1 - \sigma_3)/2[/latex].

Scherverdickung oder Dilatanz ist ein nicht-Newtonsches Verhalten, bei dem die Viskosität mit der Scherspannung zunimmt. Ein klassisches Beispiel ist eine Suspension von Maisstärke in Wasser (Oobleck), die sich bei langsamem Rühren flüssig anfühlt, bei schnellem Rühren jedoch fast fest wird. Dieses Phänomen wird durch das Verklemmen suspendierter Partikel unter hoher Scherung verursacht.

Die Nernst-Gleichung setzt das Reduktionspotenzial einer Halbzelle (oder die Gesamtspannung einer elektrochemischen Zelle) in Beziehung zum Standardelektrodenpotenzial, zur Temperatur und zu den Aktivitäten (oft angenähert durch Konzentrationen) der chemischen Spezies, die eine Redoxreaktion durchlaufen. Die Gleichung lautet [latex]E = E^{\circ} - \frac{RT}{nF} \ln Q[/latex], wobei Q der Reaktionsquotient ist.

In elektrochemischen Zellen, wie Batterien und Brennstoffzellen, werden EMK durch chemische Reaktionen erzeugt. Die Ladungstrennung wird durch Oxidations- und Reduktionsreaktionen an zwei verschiedenen Elektroden bewirkt. Die maximale EMK einer Zelle hängt mit der Änderung der freien Gibbs-Energie ([latex]\Delta G[/latex]) der Reaktion durch [latex]\mathcal{E} = -\frac{\Delta G}{nF}[/latex] zusammen, wobei [latex]n[/latex] für Mole von Elektronen und [latex]F[/latex] für die Faraday-Konstante steht.

Chemilumineszenz oder Chemolumineszenz ist die Emission von Licht (Lumineszenz) als Ergebnis einer chemischen Reaktion. Dabei wird ein Zwischenprodukt im angeregten Zustand gebildet, das als [Produkt]* bezeichnet wird (beachten Sie das häufig verwendete Sternchen). Dieses Zwischenprodukt zerfällt dann in einen energieärmeren Grundzustand, wobei Energie in Form eines Photons freigesetzt wird. Der Gesamtprozess kann wie folgt dargestellt werden: [latex]A + B \rightarrow [Product]* \rightarrow Product + light[/latex].