Einheit 3: Thrmodynamik

Question 1

Thermodynamik geht der Frage nach:

Answer 1

wie aus Wärme Arbeit erzeugt erzeugt werden kann (Dampfmaschine)

Question 2

Thermodynamik beschreibt:

Answer 2

das Zusammenwirken einzelner (Gas-) Teilchen durch Verwenden von makroskopischen Zustandsgrößen

Question 3

ThermodynamikkenntzweiZweige:

Answer 3

− Betrachten von Stoffen und Stoffgemischen als
Kontinuum

− Betrachten von Stoffen als aus individuellen Teilchen
aufgebaut, Beschreiben des Gemisches durch statistische Ansätze

− Historischer und auch aktueller Anwendungsfall: Wärmekraftmaschinen

− Beispiel: Stirling-Motor (ursprünglich im Jahre 1816 entwickelt)

Question 4

0. Hauptsatz der Thermodynamik

Answer 4

Befinden sich ein System A mit einem System B sowie ein System B mit einem System C im thermischen Gleichgewicht, so befindet sich auch A mit C im thermischen Gleichgewicht.

Question 5

1. Hauptsatz der Thermodynamik

Answer 5

Die Energie in einem abgeschlossenen System ist konstant:
∆𝑈 = ∆𝑄 + ∆𝑊

Question 6

2.1 Hauptsatz der Thermodynamik

Answer 6

Nach Kelvin & Planck:
Es ist unmöglich, eine periodisch arbeitende Maschine zu konstruieren, die weiter nichts bewirkt als Hebung einer Last und Abkühlung eines Wärmereservoirs.

Wichtige Konsequenz: Ein Perpetuum mobile zweiter Art ist unmöglich.

Question 7

2.2 Hauptsatz der Thermodynamik

Answer 7

Alternative Formulierung:
Es gibt keine Wärmekraftmaschine, die bei
gegebenen mittleren Temperaturen der
Wärmezufuhr und Wärmeabfuhr einen höheren
Wirkungsgrad hat als den aus diesen
Temperaturen gebildeten Carnot-Wirkungsgrad.

Question 8

2.3 Hauptsatz der Thermodynamik

Answer 8

Alternative Formulierung:
Es gibt keine Wärmekraftmaschine, die bei
gegebenen mittleren Temperaturen der
Wärmezufuhr und Wärmeabfuhr einen höheren
Wirkungsgrad hat als den aus diesen
Temperaturen gebildeten Carnot-Wirkungsgrad.

Question 9

3. Hauptsatz der Thermodynamik

Answer 9

Es ist nicht möglich, ein System bis zum absoluten Nullpunkt abzukühlen.

Question 10

Absoluter Temperaturnullpunkt:

Answer 10

–273,15 °C bzw. 0 °K

Question 11

Thermodynamischer Prozess:

Answer 11

Zustandsänderung, über welche ein Sys- tem einen neuen Zustand erlangt

Question 12

• Isothermer Prozess:

Answer 12

Die Temperatur bleibt konstant.

Question 13

• Isobarer Prozess:

Answer 13

Der Druck bleibt konstant.

Question 14

• Isochorer Prozess:

Answer 14

Das Volumen bleibt konstant.

Question 15

• Adiabater Prozess:

Answer 15

Es findet kein Wärmeaustausch statt.

Question 16

Thermische Bewegung

Answer 16

temperaturabhängige Bewegung der Atome und Moleküle

Question 17

Thermische Energie liegt sowohl in Form von kinetischer Energie (Translation, Rotation, Oszillation) als auch von potenziel- ler Energie und der Energie der Abstoßungs- und Anziehungskräfte vor.

( فهم )

Question 18

Innerhalb des Systems oder Gegenstands ist die durch Wärme übertragene Energie in Form von Bewegungen der Atome und Moleküle als thermische Energie (auch: thermische innere Energie U) gespeichert

(فهم)

Question 19

0 K = − 273,15 °C

Question 20

Thermisches Gleichgewicht

Answer 20

Alle Elemente eines Systems besitzen dieselbe Temperatur.

Question 21

Thermische Dehnung

Answer 21

temperaturabhängige Volumenänderung eines Stoffes

Question 22

Wärmekapazität

Answer 22

stoffabhängiger Proportionalitätsfaktor zwischen Wärme und Temperaturänderung

Question 23

Inneren Energie

Answer 23

Die im Inneren eines Systems gespeicherte Energie U besteht allgemein betrachtet aus der kinetischen und potenziellen Energie

Question 24

Erster Hauptsatz der Thermodynamik:

Answer 24

∆U=∆Q+∆W