Schlussfolgerungen Carnotscher Kreisprozess/statistische Interpretation Entropie

Question 1

Welche Schlussfolgerung kann aus dem Carnotschen Kreisprozess gezogen werden`?

Answer 1

Mechanische Arbeit kann vollständig in Wärme umgewandelt werden aber Wärme kann nicht vollständig in mechanische Arbeit umgewandelt werden

• es wird weniger Wärmemenge abgeführt als zugeführt und Differenz wird in Arbeit umgewandelt
• >Funktionsweise eines Motors

Question 2

Wie kam man auf die Entropie beim Carnotschen Kreisprozess?

Answer 2

• reduzierte Wärmen-> die Wärmemengen Qk und Qw wurden durch jeweils Tk und Tw geteilt
• man hatte jetzt eine Zustandsgröße, da sich die reduzierten Wärmen gegenseitig kompensieren-> ergeben zusammen 0

Question 3

Was gilt für reversible Prozesse in thermisch abgeschlossenen Systemen für die Entropie-änderung?

Answer 3

-sie sit 0, da ΔQ=0-> ΔQ/T=0

Question 4

Wie kann die Entropie für irreversible isotherme Prozesse bestimmt weden?

Answer 4

• irreversibel kann mit ΔQ/T nicht berechnet werden, da keine Arbeit geleistet wird und ΔU=0 und T=const
• mit Hilfe eines reversiblen isothermen Ersatzprozesses als Simulation
• für konstante Temperatur-> genauso viel Wärme reingesteckt wie Arbeit geleistet wird
• >-ΔW(=ΔQ) kann berechnet werden und so die Entropie

Question 5

Was kann man aus der Betrachtung des irreversiblen und reversiblen Ersatzprozesses schließen?

Answer 5

• Die Entropie des Endzustandes für den irreversiblen Prozess und den reversiblen Ersatzprozess ist in beiden Fällen gleich, nur der Weg ist ein anderer
• und da Entropie eine Zustandsgröße ist -> möglich
• Schlussfolgerung:
• ΔS= 0 für reversible Prozesse
• ΔS> 0 für irreversible Prozesse

Die Entropie wird nie kleiner, sie kann höchstens gleich bleiben. D. h es geht nur in eine Richtung.

->2. HS Thermodynamik

Question 6

Wie kann die Wahrscheinlichkeit für N Moleküle beschrieben werden, das sie sich in dem Volumen V_Ges oder V₁ befinden? Was ergibt das für ein Mol?

Answer 6

• W(V_ges)=1
• W(V₁)=(V1/V_Ges)^N
• N=6•10²³->für V1=V_Ges/2->

W=0,5^{6x10^23}=2^{-6x10^23}->praktisch 0

Question 7

Was ist der statistische Ansatz zur Beschreibung der Entropie nach Boltzmann?

Answer 7

S=k•lnW

Question 8

Was ist die thermodynamische Wahrscheinlichkeit

Answer 8

• W=Anzal mikroskopischer Realisierungsmöglichkeiten eines Makrozustands
• je mehr Realisierungsmöglichkeiten, desto wahrscheinicher ein Makrozustand, umso höher die Entropie
• Bild: 1 -> 1 Möglichkeit der Anordnung

2-> 8 Möglichkeiten, da alle 8 Teilchen in V”

3-> 28 Möglichkeiten

Question 9

Was muss man bei der Entropie im zweiten Hauptsatz bezüglich biologischer Systeme beachten

Answer 9

• ΔS≥0 gilt nur für abgeschlossene Systeme
• >biologische Systeme sind offen-> es gibt austausch mit Umgebung
• es sind lokale Entropieerniedrigung möglich, aber dafür Gesamtentropie erhöht, da ∆𝑆𝑔𝑒𝑠 = ∆𝑆 𝑈𝑚𝑔 + ∆𝑆 𝑆𝑦𝑠 > 0 sein muss

Question 10

Was erlaubt die Gibbs-helmholtz-Gleichung?

Answer 10

-erlaubt (unter isobaren und isothermen Bedingungen) eine Abschätzung ob ein Prozess spontan abbläuft, alleine an Hand der thermodynamischen Parameter des betreffenden Systems in dem die Reaktion abläuft