Einheit 3: Thrmodynamik Flashcards
Thermodynamik geht der Frage nach:
wie aus Wärme Arbeit erzeugt erzeugt werden kann (Dampfmaschine)
Thermodynamik beschreibt:
das Zusammenwirken einzelner (Gas-) Teilchen durch Verwenden von makroskopischen Zustandsgrößen
ThermodynamikkenntzweiZweige:
− 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)
- Hauptsatz der Thermodynamik
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.
- Hauptsatz der Thermodynamik
Die Energie in einem abgeschlossenen System ist konstant:
∆𝑈 = ∆𝑄 + ∆𝑊
2.1 Hauptsatz der Thermodynamik
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.
2.2 Hauptsatz der Thermodynamik
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.
2.3 Hauptsatz der Thermodynamik
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.
- Hauptsatz der Thermodynamik
Es ist nicht möglich, ein System bis zum absoluten Nullpunkt abzukühlen.
Absoluter Temperaturnullpunkt:
–273,15 °C bzw. 0 °K
Thermodynamischer Prozess:
Zustandsänderung, über welche ein Sys- tem einen neuen Zustand erlangt
• Isothermer Prozess:
Die Temperatur bleibt konstant.
• Isobarer Prozess:
Der Druck bleibt konstant.
• Isochorer Prozess:
Das Volumen bleibt konstant.
• Adiabater Prozess:
Es findet kein Wärmeaustausch statt.
Thermische Bewegung
temperaturabhängige Bewegung der Atome und Moleküle
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 )
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)
0 K = − 273,15 °C
Thermisches Gleichgewicht
Alle Elemente eines Systems besitzen dieselbe Temperatur.
Thermische Dehnung
temperaturabhängige Volumenänderung eines Stoffes
Wärmekapazität
stoffabhängiger Proportionalitätsfaktor zwischen Wärme und Temperaturänderung
Inneren Energie
Die im Inneren eines Systems gespeicherte Energie U besteht allgemein betrachtet aus der kinetischen und potenziellen Energie
Erster Hauptsatz der Thermodynamik:
∆U=∆Q+∆W
