Thermodynamik Flashcards
System
Bezeichnung für ein Gemisch chemischer Verbindungen (Produkte und Edukte).
Umgebung:
Reaktionsgefäß und alles andere außerhalb in der Umgebung außerhalb des Systems
Thermodynamische Stabilität
Energie kann von einer Form in eine andere umgewandelt werden,
sie kann aber weder erzeugt noch vernichtet werden.
Innere Energie U
Ein System hat eine innere Energie U, welche die Summe aller möglichen Energieformen im System ist.Wesentliche Beiträge zur inneren Energie liefern die Anziehungs- und Abstoßungskräfte zwischen Atomen, Molekülen, Ionen
und subatomaren Teilchen im System sowie die kinetische Energie der Teilchen. Nach dem 1. Hauptsatz der Thermodynamik ist die innere Energie eines abgeschlossenen Systems konstant. Der tatsächliche Wert von U eines Systems ist nicht bekannt oder berechenbar. Die Thermodynamik befasst sich nur mit den Änderungen der inneren Energie; diese sind messbar. Der Zustand eines Systems kann durch Angabe der Zustandsgrößen wie Temperatur, Druck oder Zusammensetzung erfasst werden. Die innere Energie eines Systems hängt von seinem Zustand ab, sie ist aber unabhängig davon, auf welchem Weg dieser Zustand erreicht wurde. Die innere Energie ist deshalb eine Zustandsfunktion. Bei chemischen Reaktionen ist ΔU die Reaktionsenergie: die gesamte, bei der Reaktion mit der Umgebung ausgetauschte Energie.
Volumenarbeit
F = A . p . Wenn der Kolben um eine Wegstrecke s nach außen geschoben wird, erhöht sich das Volumen im
Zylinder um: ΔV = V2 (Endvolumen) - V1 (Anfangsvolumen) = A . s . Die geleistete Arbeit beträgt dann:
W = F . s = A . p . s = ΔV .
Der Satz von Hess
Gesetz der konstanten Wärmesummen
Reaktionsenthalpien sind konstant, unabhängig davon, ob sie in einem Schritt oder über Zwischenstufen abläuft.
Durch die Möglichkeit, Reaktionsenthalpien additiv zu behandeln, können die Werte für bestimmte Reaktionen aus den Werten anderer Reaktionen berechnet werden.
Bindungsentalphie
Die Standard-Bildungsenthalpie ist der ΔH-Wert, der zur Bildung von 1 mol reiner Substanz aus den reinen Elementen unter Standard-Bedingungen gehört.
Der 2. Hauptsatz der Thermodynamik
,,Die Energie des Universums ist konstant; die Entropie des Universums strebt einem Maximum zu‘‘.
Bei einer spontanen Zustandsänderung vergrößert sich die Entropie
ΔSges = ΔSsys + ΔSumg
Die freie Enthalpie
Für eine Reaktion, die bei konstanter Temperatur und konstantem Druck ausgeführt wird,kann die Entropieänderung der Umgebung ΔSUmg so berechnet werden:
ΔSUmg= ΔH/T
Der 3. Hauptsatz der Thermodynamik
Die Entropie des idealen Festkörpers besitzt am absoluten Nullpunkt der Temperatur den Wert Null. Für reale Festkörper ist jedoch wegen ihrer Baufehler die Entropie bei 0 K von Null verschieden.
Auf dieser Grundlage lassen sich nichtsdestotrotz absolute Entropien berechnen, die für eine ganze Reihe
