Prinzipielle und maximale Schubspannungen (Mohrscher Kreis)

Die Streckgrenze ist die Spannung, bei der sich ein Material plastisch zu verformen beginnt. Vor Erreichen der Streckgrenze verformt sich das Material elastisch und nimmt nach Wegfall der Spannung wieder seine ursprüngliche Form an. Nach Überschreiten der Streckgrenze ist ein Teil der Verformung dauerhaft und irreversibel. Sie markiert die Grenze des elastischen Verhaltens.

Konzentrierte Solarstromsysteme nutzen Spiegel oder Linsen, um eine große Fläche Sonnenlicht auf einen Empfänger zu konzentrieren. Das konzentrierte Licht erhitzt eine Flüssigkeit, die wiederum eine Wärmekraftmaschine (meist eine Dampfturbine) antreibt, die mit einem Stromgenerator verbunden ist. Dieses Verfahren steht im Gegensatz zur Photovoltaik, die Licht direkt in Strom umwandelt. CSP ermöglicht die Speicherung thermischer Energie.

Die praktische Anwendung des Otto-Kreisprozesses ist der Viertaktmotor, der einen thermodynamischen Kreisprozess in vier getrennten Kolbenbewegungen (Takte) durchläuft. Diese sind: 1. Ansaugen (Saugvorgang), bei dem das Luft-Kraftstoff-Gemisch angesaugt wird; 2. Verdichten (Kompressionsvorgang), bei dem das Gemisch verdichtet wird; 3. Zünden (Verbrennung), bei dem die Zündung den Kolben nach unten drückt; 4. Ausstoßen (Ausblasen), bei dem die verbrannten Abgase ausgestoßen werden.

Das Hall-Héroult-Verfahren ist das wichtigste industrielle Verfahren zur Aluminiumschmelze. Dabei wird Aluminiumoxid (Al₂O₃) in geschmolzenem Kryolith (Na₃AlF₆) gelöst und das geschmolzene Salzbad elektrolysiert. Aluminiummetall scheidet sich an der Kathode ab, während Sauerstoff aus dem Aluminiumoxid mit der Kohlenstoffanode reagiert und Kohlendioxid erzeugt. Dieses Verfahren machte Aluminium allgemein verfügbar und erschwinglich.

Eine empirische Formel, die beschreibt, wie die verfügbare Kapazität einer Batterie mit zunehmender Entladerate abnimmt. Das Gesetz lautet: [latex]C_p = I^k t[/latex], wobei [latex]C_p[/latex] die Kapazität bei einer Entladerate von einem Ampere, [latex]I[/latex] der Entladestrom, [latex]t[/latex] die Entladezeit und [latex]k[/latex] die Peukert-Konstante ist, die für den Batterietyp spezifisch ist. Sie quantifiziert die Ineffizienz bei hohen Lasten.

Die Leistungszahl (Coefficient of Performance, COP) ist eine dimensionslose Kennzahl, die die Effizienz einer Wärmepumpe misst. Sie ist das Verhältnis zwischen der bereitgestellten Nutzwärme oder -kühlung und der erforderlichen Arbeit. Beim Heizen ist [latex]COP_{Heizung} = \frac{|Q_H|}{W}[/latex] und beim Kühlen [latex]COP_{Kühlung} = \frac{|Q_C|}{W}[/latex], wobei Q die übertragene Wärme und W die zugeführte Arbeit ist. Höhere COP-Werte bedeuten eine größere Effizienz.

Alfred Nobel entdeckte, dass sich Nitroglycerin durch Absorption in ein inertes, poröses Material wie Kieselgur (Diatomeenerde) deutlich sicherer handhaben ließ. Diese Mischung, die er als Dynamit patentieren ließ, verwandelte die hochempfindliche und gefährliche Flüssigkeit in einen stabilen, festen Sprengstoff, der sich zuverlässig nur mit einer Sprengkapsel zünden ließ und revolutionierte damit den Bergbau, das Bauwesen und den Abriss.

Wasserstoffversprödung (HE) ist ein Prozess, bei dem Metalle, insbesondere hochfeste Stähle, durch Wasserstoffeinwirkung spröde werden und brechen. Atomarer Wasserstoff diffundiert in das Metallgitter und verringert dessen Duktilität und Tragfähigkeit. Zu den wichtigsten vorgeschlagenen Mechanismen gehören die wasserstoffverstärkte Dekohäsion (HEDE), die atomare Bindungen schwächt, und die wasserstoffverstärkte lokale Plastizität (HELP), die Versetzungsbewegungen und lokales Versagen begünstigt.

Eine Schlauchpumpe ist eine Verdrängerpumpe, bei der die Flüssigkeit in einem flexiblen Schlauch in einem runden Pumpengehäuse enthalten ist. Ein Rotor mit mehreren Rollen oder Schuhen komprimiert den Schlauch beim Drehen. Diese Kompressionswelle bewegt sich entlang des Schlauchs und zwingt die Flüssigkeit zur Bewegung. Die Flüssigkeit kommt nur mit der Innenseite des Schlauchs in Berührung, was sie ideal für sterile Anwendungen macht.

Das Chloralkali-Verfahren ist ein industrielles Verfahren zur Elektrolyse von Natriumchlorid (NaCl), auch Sole genannt. Es ist die Hauptquelle für die Produktion von Chlor (Cl₂), Natriumhydroxid (NaOH) und Wasserstoff (H₂), wichtigen Grundchemikalien. Moderne Verfahren nutzen eine Membranzelle zur Trennung der Anoden- und Kathodenprodukte, um hohe Reinheit und Effizienz zu gewährleisten.

Pumpspeicherkraftwerke (PSH) sind eine Art der Wasserkraftspeicherung, die in Stromsystemen zum Lastausgleich eingesetzt wird. Dabei wird Energie in Form der Gravitationsenergie von Wasser gespeichert, das von einem tiefer gelegenen Reservoir in ein höher gelegenes gepumpt wird. In Zeiten hohen Strombedarfs wird das gespeicherte Wasser freigesetzt, um Turbinen anzutreiben und Strom zu erzeugen.

Exothermes Schweißen, auch Thermitschweißen genannt, ist eine Technik, bei der überhitztes geschmolzenes Metall aus einer aluminothermischen Reaktion verwendet wird, um eine starke, dauerhafte molekulare Verbindung zwischen Metallkomponenten herzustellen. Der Prozess ist in sich geschlossen und benötigt keine externe Stromquelle. Am häufigsten wird es verwendet, um Eisenbahnschienenabschnitte zu durchgehenden, geschweißten Schienen zu verbinden und so glattere und haltbarere Gleise zu schaffen.