1. Berechtigung für klassische Thermodynamik: Ermöglicht es, makroskopische Eigenschaften von Systemen ohne genaue Kenntnis der mikroskopischen Eigenschaften
  2. Gleichgewichtszustände, Eigenschaften
  3. Einfachheit
  4. Geschichts-Unabhängigkeit
  5. Zeit-Unabhängigkeit
  6. Größen wie Temperatur und Druck uniform
  7. abgesehen von Fluktuationen
  8. Stationarität kann nach endlicher Zeit nicht sicher diagnostiziert werden
  9. Thermodynamik beschreibt Gleichgewichtszustände
  10. Gleichgewichtszustände sind Zustände, die sich von der Thermodynamik beschreiben lassen
  11. Bespiel für Systeme, die scheinbar stationär sind, aber sich nicht im thermodynamischen Gleichgewicht befinden: Glase
  12. Gegenbeispiel: Risse in einem zu schnell abgekühlten Metall
  13. Nullter Hauptsatz: Wenn zwei Körper A und B jeweils mit einem dritten Körper C in thermischen Gleichgewicht sind, dann sind A und B untereinander auch im thermischen GGW
  14. Thermometer: System, das markoskopische Eigenschaften hat, die in bekannter Weise mit der Temperatur zusammenhängt
  15. Gasthermometer - nur für niedrigen Druck (ideales Gas)
  16. (2.5) Zustandsgleichung für Fluide (allgemein), Druckzustandsgleichung
  17. im Allgemeinen ist f unbekannt, kann nicht alleine von der Thermodynamik geleistet werden
  18. Spezialfall ideales Gas
  19. ideales Gas: Näherung wenn Wechselwirkungsenergie der Teilchen vernachlässigbar gegenüber kinetischer Energie ist
  20. bei konstanter Temperatur, empirisch
  21. bei konstantem Druck
  22. Zusammenführung
  23. mit T/V konstant
  24. (2.8) ideales Gasgesetz
  25. Im Grenzfall von niedrigem Druck korrekte Beschreibung
  26. (2.12) Van der Waals Zustandsgleichung: a und b sind empirische Konstanten: b berücksichtigt das Volumen der Teilchen, a berücksichigt die anziehende Wechselwirkung
  27. quasistatischer Prozesse: Zustandsänderung über Abfolge von Gleichgewichtszuständen (Idealisierung!)
  28. reversible Prozesse: Anfangzustand von allen Beteiligten kann wiederhergestellt werden (Idealisierung!)
  29. Reversibiliätät ist der stärkere Begriff (Beispiel 2 getrennte Kammern, eine mit Gas gefüllt => lässt sich quasistatisch beschreiben)
  30. (2.13) Arbeit, Beispiel quasistatische Volumenänderung (Kolben)
  31. Topic
  32. Spezialfall isotherme Expansion vom idealen Gas
  33. adiabatische Prozesse: Makrozustand des Systems wird ausschließlich durch geleistete Arbeit W geändert - kein Wärmeaustausch.
  34. (2.21) Erster Hauptsatz: 1) Energie bleibt erhalten 2) Arbeit und Wärme sind wegabhängig, ihre Summe jedoch nicht
  35. Zustandsfunktion: Größe, die den makroskopischen Zustand charakterisiert (z.B. E) und damit geschichtsunabhängig ist
  36. mathematische Definition, df ist ein exaktes Differential
  37. (2.23) Energie-Zustandsgleichung für einatomiges ideales Gas
  38. allgemeine Zustandsgleichung der Energie
  39. (2.24) Van-der-Waals Energie-Zustandsgleichung für Van-der-Waals Gas (Energie hängt von der Dichte ab)
  40. Zwei Klassen von thermodynamischen Variablen
  41. Intensiv: Skalieren nicht mit Systemgröße
  42. Extensiv: Skalieren linear mit Systemgröße
  43. mittlere Wärmekapazität
  44. bei konstantem Volumen
  45. (2.28) Wärmekapazität eines einatomigen idealen Gases bei konstantem Volumen
  46. Enthalpie
  47. (2.124) Gibbsche Fundamentalrelation
  48. für konstanten Druck (dP = 0)
  49. (2.30) Wärmekapazität bei konstantem Druck
  50. Wärmekapazität bei konstantem Druck ist größer, weil das System bei konstantem Druck noch Arbeit an die Umgebung leistet
  51. Prozesse
  52. Nomenklatur: Isochor = V const, Isobar = p const, Isotherm = T const, adiabatisch = dQ ist 0, TV^(gamma-1) = const
  53. Adiabatische Prozessse: Für gegebene Änderung von V ist bei einem adiabatischen Prozess die Änderung von P größer als die bei einem isothermischen Prozess
  54. Herleitung der Adiabatengleichung
  55. (2.38) Adiabatischer Prozess
  56. (2.39) Totales Differential von E
  57. (2.40)
  58. (2.41) mit Zustandsgleichung für ideales Gas
  59. (2.42)
  60. (2.43) Adiabatenexponent
  61. (2.44) Adiabatengleichung
  62. (2.46)
  63. Vergleich zu Gesetz von Boyle, Isothermisch: PV = const. Bei isothermer Kompression wird Wärme an Umgebung abgegeben, bei adiabischer Kompression steigt die Temperatur. Zusammen mit der Volumenverminderung bewirkt dies dann stärkere Druckänderung
  64. Zweiter Hauptsatz, äquivalente Formulierungen
  65. Kelvin-Planck: Es gibt keinen Kreisprozess, dessen einziger Effekt es ist, Wärme in Arbeit umzuwandeln
  66. Clausius: Es gibt keinen Prozess, dessen einziger Effekt es ist, einen kälteren Körper zu kühlen und dabei einen wärmeren Körper aufzuheizen
  67. Es existiert eine extensive Zustandsfunktion (die Entropie S), die in einem abgeschlossenen System monoton steigt
  68. irreversibler Prozess
  69. reversibler Prozess
  70. Thermodynamische Temperatur
  71. Im Gleichgewicht wird die Entropie ein maximal
  72. (2.62) Für ein aus zwei Teilsystemen (A,B) in thermischen Kontakt zusammengesetztes gilt
  73. (2.63)
  74. (2.64)
  75. Die Gleichgewichts-Temperaturen von zwei Systemen in thermischen Kontakt sind identisch
  76. (2.65) Definition der thermodynamischen Temperatur
  77. (2.61) Entropie eines zusammengesetzten Systemes aus Teilsystemen A und B
  78. Energie fließt vom warm zu kalt
  79. (2.68) gilt für quasistatische Kühlungs/Erwärmungsprozesse
  80. (2.69)
  81. Effizientester Wärme-Kraft-Prozess (z.B. Carnot-Prozess): Reversibler Prozess zur Erzeugung mechanischer Energie mittels Transport von Wärme von warmem zu kaltem Reservoirs
  82. Energieerhaltung
  83. (2.70) Zweiter Hauptsatz
  84. (2.71) > bei irreversibel, = bei reversibel
  85. Wirkungsgrad eines thermischen Prozesses
  86. (2.75) Höchster Wirkungsgrad
  87. (2.76) Carnot Wirkungsgrad
  88. Carnotsches Prinzip: Alle reversiblen Wärmekraftmaschinen haben denselben WIrkungsgrad. Der Wirkungsgrad von irreversiblen Wärmekraftmaschinen ist geringer
  89. Carnot-Prozess: 2x isotherm, 2x adiabatisch
  90. (2.113)
  91. (2.114)
  92. (2.115) Definition des thermodynamischen Druckes
  93. (2.116) chemisches Potential
  94. (2.125) Totales Differential von E
  95. (2.126)
  96. (2.127) Entropie von (monoatomigem) idealen Gas
  97. (2.128)
  98. (2.130) Dritter Hauptsatz (Nernst)
  99. Wärmekapazitäten verschwinden am Nullpkt.
  100. (2.88)
  101. Zustandsgleichungen des Idealen Gases nicht für tiefe Temperaturen gültig
  102. Thermodynamische Potentiale
  103. (2.143) Freie Energie
  104. (2.144a) differentielle Form
  105. Legendre Transformation
  106. Ziel: Übergang von einer Funktion f(x) zu neuer Funktion g(df/dx) ohne Verlust von Information
  107. Y-Achsenabschnitt als Funktion von Steigung und Funktionswert
  108. Tangentenfunktion
  109. Y-Achsenabschnitt (b)
  110. Legendre-Transformierte
  111. Bild
  112. Topic
  113. g ist also Funktion von m und nicht x
  114. Funktionen, die unter bestimmten Zwangsbedingungen extremal werden (analog zur Entropie bei abgeschlossenen Systemen)
  115. Gewinnung durch Legendre-Transformation der inneren Energie
  116. innere Energie
    1. Topic
  117. Helmholtzsche Freie Energie
    1. Topic
  118. Enthalpie
    1. Topic
  119. Gibbsche freie Enthalpie
    1. Topic
  120. Landau Potential
    1. Topic
  121. (2.151)
  122. (2.152)
  123. (2.153*) Gibbs-Duhem Relation
  124. Extremaleigenschaften
    1. Größe
      1. Systemeigenschaft
    2. S
      1. abgeschlossen
    3. F
      1. thermisch offen
    4. H
      1. mechanisch offen
    5. G
      1. mechanisch und thermisch offen
    6. Omega
      1. thermisch und chemisch offen
  125. Topic
  126. Floating Topic