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Technologie u. Informatik/00_RAW/2018-01-18/0. Hauptsatz-Dateien/ENDE.JPG
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<html>
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<head>
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<meta name="Author" content="Yvonne Kristen">
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<title>0. Hauptsatz</title>
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<script language="JavaScript" src="JS/ROLLOVER.JS"></script>
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</head>
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<body text="black" leftMargin=0 rightMargin=0 topMargin=0 marginHeight=0 marginWidth=0 alink=#008000 link=#008000 vlink=#004000>
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<table width="100%" border="0" height="34" cellpadding="0" cellspacing="0">
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<tr>
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||||
<td background="GIF/SEITEN.GIF" width=100%><img src="GIF/KOPF2.GIF" width="437" height="34" border="0" vspace="0" hspace="0" align="left" USEMAP="#BildNr1"></td>
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||||
<th width=10><img src="GIF/ECK.GIF" width="10" height="34"></th>
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</tr>
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</table>
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<MAP NAME="BildNr1">
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<area name="Periodensystem" coords="70,10,230,30" alt="Periodensystem" href="PS/PS.HTM" onClick="window.open(this.href, 'Periodensystem', 'width=1020,height=480,toolbar=0,location=0,directories=0,status=0,menubar=0,scrollbars=0,resizable=0,copyhistory=0'); return false;">
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<AREA name="Inhalt" coords="245,10,426,30" alt="Inhalt" href="INHALT.HTM" >
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</map>
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<table width=100% cellpadding=0 cellspacing=0 border="0">
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<tr>
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<td background="JPG/YRINGBI1.JPG" width=100%>
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<center><font size=-1>Seite - 19 -</font></center>
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<br><br>
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<div align="right">
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<table width=90% background=" ">
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<tr>
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<td><font size=+3 face="Arial, Helvetica"><b>IV. Die Hauptsätze der Thermodynamik</b></font>
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</tr>
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</table>
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<table width=90% background=" ">
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<tr>
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<td><br><br><h2><font face="Arial, Helvetica"><img src="GIF/0HS.GIF"> 0. Hauptsatz</h2>
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</tr>
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<tr>
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<td><h3><font face="Arial, Helvetica" color="green">= Gesetz des <a href="WORT.HTM#Therm">thermischen</a> <a href="DEF.HTM#Gl">Gleichgewichts</a></font></h3>
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</tr>
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<tr>
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<td><br><font face="Arial, Helvetica"><div align="justify">
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||||
Der 0. Hauptsatz wurde erst nach den anderen dreien entdeckt.
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||||
Da er aber grundlegend für die <a href="THERMDYN.HTM">Thermodynamik</a> und die anderen Hauptsätze ist,
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wurde er an den Anfang gestellt. Damit man die Bezeichnungen für die anderen, bereits zugeordneten Hauptsätze
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||||
nicht mehr ändern muß, wurde er einfach mit der 0 betitelt.<br><br>
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||||
Der 0. Hauptsatz macht folgende Aussage:<br><font color="green"><b><br>
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||||
Es steht das System A mit dem System B in <a href="WORT.HTM#Therm">thermischem</a>
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||||
<a href="DEF.HTM#Gl">Gleichgewicht</a>. Das System B
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||||
steht auch mit System C im <a href="WORT.HTM#Therm">thermischen</a> Gleichgewicht. Daraus folgt, daß auch die
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beiden Systeme A und C miteinander im <a href="WORT.HTM#Therm">thermischen</a> Gleichgewicht stehen müssen:
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</font></b><br><br><br>
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<center><img src="GIF/HS0.GIF"></center>
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<br><br><br>
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Man kann also folglich drei Zustände durch zwei Sätze beschreiben.
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<br><br><br>
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</div></font>
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</tr>
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</tr>
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<Tr>
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<td>
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<center><br>
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<table width=45% background=" ">
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<tr>
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<td width=25%><center><img src="GIF/0HS.GIF" </td>
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<td width=25%><center><a href="HS1.HTM" onMouseOut="swapImageRestore()" onMouseOver="swapImage('GayLussac','','GIF/1HS.GIF',0)"><img name="GayLussac" border="0" src="GIF/12HSOFF.GIF" width="50" height="50"></a> </td>
|
||||
<td width=25%><center><a href="HS2.HTM" onMouseOut="swapImageRestore()" onMouseOver="swapImage('Boyle_Geschichte','','GIF/2HS.GIF',0)"><img name="Boyle_Geschichte" border="0" src="GIF/2HSOFF.GIF" width="50" height="50"></a> </td>
|
||||
<td width=25%><center><a href="HS3.HTM" onMouseOut="swapImageRestore()" onMouseOver="swapImage('BoyleGesetz','','GIF/3HS.GIF',0)"><img name="BoyleGesetz" border="0" src="GIF/3HSOFF.GIF" width="50" height="50"></a> </td>
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</tr>
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<Tr>
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<td width=12%><center><font size=-2 face="Arial, Helvetica" color="green">0. Hauptsatz</td>
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<td width=12%><center><font size=-2 face="Arial, Helvetica">1. Hauptsatz</td>
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<td width=12%><center><font size=-2 face="Arial, Helvetica">2. Hauptsatz</td>
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<td width=12%><center><font size=-2 face="Arial, Helvetica">3. Hauptsatz</td>
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</tr>
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</table>
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</center>
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</td>
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</tr>
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</table>
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<table width=90% background=" ">
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<tr>
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<td><br><br><br>
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<hr>
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<br>
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<center>
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<table width=40%>
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<tr>
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<td width=47%><font size=-2 face="Arial, Helvetica"><div align="right">Vorheriges Kapitel</div></font></td>
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||||
<td width=6%><font size=-2 face="Arial, Helvetica"></td>
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||||
<td width=47%><font size=-2 face="Arial, Helvetica">nächstes Kapitel</td>
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||||
</tr>
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||||
<tr>
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||||
<td width=47%><a href="REAKTION.HTM" onMouseOut="swapImageRestore()" onMouseOver="swapImage('Grundlagen','','GIF/LINKS.GIF',0)"><img name="Grundlagen" border="0" src="GIF/LINKSOFF.GIF" width="40" height="15" alt="Reaktionstreibende Kräfte" align="right"></a></td>
|
||||
<td width=6%><a href="INHALT.HTM" onMouseOut="swapImageRestore()" onMouseOver="swapImage('Inhalt','','GIF/BALL.GIF',0)"><img name="Inhalt" border="0" src="GIF/BALLOFF.GIF" width="20" height="20" alt="Inhaltsverzeichnis"></a></td>
|
||||
<td width=47%><a href="ANHANG.HTM" onMouseOut="swapImageRestore()" onMouseOver="swapImage('Reaktion','','GIF/RECHTS.GIF',0)"><img name="Reaktion" border="0" src="GIF/RECHTSOF.GIF" width="40" height="15" alt="Anhang" align="left"></a></td>
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</tr></table></center>
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</td></tr>
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</table>
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<br>
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<table width=90% background=" ">
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<tr><td>
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<hr>
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<div align="right"><i><font size=-1>© by Yvonne Kristen</font><i></div>
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</tr></table>
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</div>
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</td>
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<th width=10 background="GIF/RAND.GIF"><img src="GIF/10PTRANS.GIF"></th>
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||||
</tr></table>
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||||
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||||
<table width="100%" border="0" height="34" cellpadding="0" cellspacing="0">
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||||
<tr>
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||||
<td background="JPG/SEITEN1.JPG" width=100%><img src="JPG/ENDE.JPG" width="122" height="34" border="0" vspace="0" hspace="0" align="left" USEMAP="#BildNr1"></td>
|
||||
<th width=10><img src="JPG/ECK2.JPG" width="10" height="34"></th>
|
||||
</tr>
|
||||
</table>
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||||
|
||||
</body>
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||||
</html>
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|
||||
function preloadImages()
|
||||
{
|
||||
var d = document;
|
||||
if (d.images)
|
||||
{
|
||||
if (!d.p)
|
||||
d.p = new Array();
|
||||
var i;
|
||||
var j = d.p.length
|
||||
var a = preloadImages.arguments;
|
||||
for (i = 0; i < a.length; i++)
|
||||
if (a[i].indexOf("#") != 0)
|
||||
{
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||||
d.p[j] = new Image;
|
||||
d.p[j++].src = a[i];
|
||||
}
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||||
}
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||||
}
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||||
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||||
function swapImageRestore()
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||||
{
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||||
var i;
|
||||
var x;
|
||||
var a = document.sr;
|
||||
for(i = 0; a && i < a.length && (x = a[i]) && x.oSrc; i++)
|
||||
x.src = x.oSrc;
|
||||
}
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||||
|
||||
function findObject(n, d)
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||||
{
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||||
var p;
|
||||
var i;
|
||||
var x;
|
||||
if (!d)
|
||||
d = document;
|
||||
if ((p = n.indexOf("?")) > 0 && parent.frames.length)
|
||||
{
|
||||
d = parent.frames[n.substring(p + 1)].document;
|
||||
n = n.substring(0, p);
|
||||
}
|
||||
if (!(x = d[n]) && d.all)
|
||||
x = d.all[n];
|
||||
for (i = 0; !x && i < d.forms.length; i++)
|
||||
x = d.forms[i][n];
|
||||
for (i = 0; !x && d.layers && i < d.layers.length; i++)
|
||||
x = findObject(n, d.layers[i].document);
|
||||
return x;
|
||||
}
|
||||
|
||||
function swapImage()
|
||||
{
|
||||
var i;
|
||||
var j = 0;
|
||||
var x;
|
||||
var a = swapImage.arguments;
|
||||
document.sr = new Array;
|
||||
for(i = 0; i < (a.length - 2); i += 3)
|
||||
if ((x = findObject(a[i])) != null)
|
||||
{
|
||||
document.sr[j++] = x;
|
||||
if (!x.oSrc)
|
||||
x.oSrc = x.src;
|
||||
x.src = a[i + 2];
|
||||
}
|
||||
}
|
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Technologie u. Informatik/00_RAW/2018-01-18/0. Hauptsatz-Dateien/YRINGBI1.JPG
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Technologie u. Informatik/00_RAW/2018-01-18/0. Hauptsatz.HTM
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||||
<html><head>
|
||||
<meta http-equiv="content-type" content="text/html; charset=windows-1252">
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||||
|
||||
<meta name="Author" content="Yvonne Kristen">
|
||||
|
||||
<title>0. Hauptsatz</title>
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||||
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||||
<script language="JavaScript" src="0.%20Hauptsatz-Dateien/ROLLOVER.JS"></script>
|
||||
|
||||
</head>
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||||
|
||||
<body vlink="#004000" topmargin="0" text="black" marginwidth="0" marginheight="0" link="#008000" leftmargin="0" rightmargin="0" alink="#008000">
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||||
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||||
<table width="100%" cellspacing="0" cellpadding="0" height="34" border="0">
|
||||
<tbody><tr>
|
||||
<td width="100%" background="0.%20Hauptsatz-Dateien/SEITEN.GIF"><img src="0.%20Hauptsatz-Dateien/KOPF2.GIF" usemap="#BildNr1" width="437" vspace="0" hspace="0" height="34" border="0" align="left"></td>
|
||||
<th width="10"><img src="0.%20Hauptsatz-Dateien/ECK.GIF" width="10" height="34"></th>
|
||||
</tr>
|
||||
</tbody></table>
|
||||
|
||||
<map name="BildNr1">
|
||||
<area name="Periodensystem" coords="70,10,230,30" alt="Periodensystem" href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/PS/PS.HTM" onclick="window.open(this.href, 'Periodensystem', 'width=1020,height=480,toolbar=0,location=0,directories=0,status=0,menubar=0,scrollbars=0,resizable=0,copyhistory=0'); return false;">
|
||||
<area name="Inhalt" coords="245,10,426,30" alt="Inhalt" href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/INHALT.HTM">
|
||||
</map>
|
||||
|
||||
<table width="100%" cellspacing="0" cellpadding="0" border="0">
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||||
<tbody><tr>
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||||
<td width="100%" background="0.%20Hauptsatz-Dateien/YRINGBI1.JPG">
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<center><font size="-1">Seite - 19 -</font></center>
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||||
<br><br>
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<div align="right">
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<table width="90%" background="0.%20Hauptsatz-Dateien/HS0.HTM">
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||||
<tbody><tr>
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||||
<td><font size="+3" face="Arial, Helvetica"><b>IV. Die Hauptsätze der Thermodynamik</b></font>
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||||
</td></tr>
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||||
</tbody></table>
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||||
<table width="90%" background="0.%20Hauptsatz-Dateien/HS0.HTM">
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||||
<tbody><tr>
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||||
<td><br><br><h2><font face="Arial, Helvetica"><img src="0.%20Hauptsatz-Dateien/0HS.GIF"> 0. Hauptsatz</font></h2><font face="Arial, Helvetica">
|
||||
</font></td></tr>
|
||||
<tr>
|
||||
<td><h3><font color="green" face="Arial, Helvetica">= Gesetz des <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/WORT.HTM#Therm">thermischen</a> <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/DEF.HTM#Gl">Gleichgewichts</a></font></h3>
|
||||
</td></tr>
|
||||
<tr>
|
||||
<td><br><font face="Arial, Helvetica"><div align="justify">
|
||||
Der 0. Hauptsatz wurde erst nach den anderen dreien entdeckt.
|
||||
Da er aber grundlegend für die <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/THERMDYN.HTM">Thermodynamik</a> und die anderen Hauptsätze ist,
|
||||
wurde er an den Anfang gestellt. Damit man die Bezeichnungen für die anderen, bereits zugeordneten Hauptsätze
|
||||
nicht mehr ändern muß, wurde er einfach mit der 0 betitelt.<br><br>
|
||||
Der 0. Hauptsatz macht folgende Aussage:<br><font color="green"><b><br>
|
||||
Es steht das System A mit dem System B in <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/WORT.HTM#Therm">thermischem</a>
|
||||
<a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/DEF.HTM#Gl">Gleichgewicht</a>. Das System B
|
||||
steht auch mit System C im <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/WORT.HTM#Therm">thermischen</a> Gleichgewicht. Daraus folgt, daß auch die
|
||||
beiden Systeme A und C miteinander im <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/WORT.HTM#Therm">thermischen</a> Gleichgewicht stehen müssen:
|
||||
</b></font><br><br><br>
|
||||
<center><img src="0.%20Hauptsatz-Dateien/HS0.GIF"></center>
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||||
<br><br><br>
|
||||
Man kann also folglich drei Zustände durch zwei Sätze beschreiben.
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||||
<br><br><br>
|
||||
</div></font>
|
||||
</td></tr>
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||||
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||||
<tr>
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||||
<td>
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<center><br>
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<table width="45%" background="0.%20Hauptsatz-Dateien/HS0.HTM">
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||||
<tbody><tr>
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||||
<td width="25%"><center><img src="0.%20Hauptsatz-Dateien/0HS.GIF" <="" td="">
|
||||
</center></td><td width="25%"><center><a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/HS1.HTM" onmouseout="swapImageRestore()" onmouseover="swapImage('GayLussac','','GIF/1HS.GIF',0)"><img name="GayLussac" src="GIF/1HS.GIF" width="50" height="50" border="0"></a> </center></td>
|
||||
<td width="25%"><center><a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/HS2.HTM" onmouseout="swapImageRestore()" onmouseover="swapImage('Boyle_Geschichte','','GIF/2HS.GIF',0)"><img name="Boyle_Geschichte" src="0.%20Hauptsatz-Dateien/2HSOFF.GIF" width="50" height="50" border="0"></a> </center></td>
|
||||
<td width="25%"><center><a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/HS3.HTM" onmouseout="swapImageRestore()" onmouseover="swapImage('BoyleGesetz','','GIF/3HS.GIF',0)"><img name="BoyleGesetz" src="0.%20Hauptsatz-Dateien/3HSOFF.GIF" width="50" height="50" border="0"></a> </center></td>
|
||||
</tr>
|
||||
<tr>
|
||||
<td width="12%"><center><font size="-2" color="green" face="Arial, Helvetica">0. Hauptsatz</font></center></td>
|
||||
<td width="12%"><center><font size="-2" face="Arial, Helvetica">1. Hauptsatz</font></center></td>
|
||||
<td width="12%"><center><font size="-2" face="Arial, Helvetica">2. Hauptsatz</font></center></td>
|
||||
<td width="12%"><center><font size="-2" face="Arial, Helvetica">3. Hauptsatz</font></center></td>
|
||||
</tr>
|
||||
</tbody></table>
|
||||
</center>
|
||||
</td>
|
||||
</tr>
|
||||
</tbody></table>
|
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<table width="90%" background="0.%20Hauptsatz-Dateien/HS0.HTM">
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||||
<tbody><tr>
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||||
<td><br><br><br>
|
||||
<hr>
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||||
<br>
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||||
<center>
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||||
<table width="40%">
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||||
<tbody><tr>
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||||
<td width="47%"><font size="-2" face="Arial, Helvetica"><div align="right">Vorheriges Kapitel</div></font></td>
|
||||
<td width="6%"><font size="-2" face="Arial, Helvetica"></font></td>
|
||||
<td width="47%"><font size="-2" face="Arial, Helvetica">nächstes Kapitel</font></td>
|
||||
</tr>
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||||
<tr>
|
||||
<td width="47%"><a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/REAKTION.HTM" onmouseout="swapImageRestore()" onmouseover="swapImage('Grundlagen','','GIF/LINKS.GIF',0)"><img name="Grundlagen" src="0.%20Hauptsatz-Dateien/LINKSOFF.GIF" alt="Reaktionstreibende Kräfte" width="40" height="15" border="0" align="right"></a></td>
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||||
<td width="6%"><a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/INHALT.HTM" onmouseout="swapImageRestore()" onmouseover="swapImage('Inhalt','','GIF/BALL.GIF',0)"><img name="Inhalt" src="0.%20Hauptsatz-Dateien/BALLOFF.GIF" alt="Inhaltsverzeichnis" width="20" height="20" border="0"></a></td>
|
||||
<td width="47%"><a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/ANHANG.HTM" onmouseout="swapImageRestore()" onmouseover="swapImage('Reaktion','','GIF/RECHTS.GIF',0)"><img name="Reaktion" src="0.%20Hauptsatz-Dateien/RECHTSOF.GIF" alt="Anhang" width="40" height="15" border="0" align="left"></a></td>
|
||||
|
||||
</tr></tbody></table></center>
|
||||
</td></tr>
|
||||
</tbody></table>
|
||||
|
||||
<br>
|
||||
|
||||
<table width="90%" background="0.%20Hauptsatz-Dateien/HS0.HTM">
|
||||
<tbody><tr><td>
|
||||
<hr>
|
||||
<div align="right"><i><font size="-1">© by Yvonne Kristen</font><i></i></i></div><i><i>
|
||||
</i></i></td></tr></tbody></table>
|
||||
</div>
|
||||
|
||||
</td>
|
||||
<th width="10" background="0.%20Hauptsatz-Dateien/RAND.GIF"><img src="0.%20Hauptsatz-Dateien/10PTRANS.GIF"></th>
|
||||
</tr></tbody></table>
|
||||
|
||||
<table width="100%" cellspacing="0" cellpadding="0" height="34" border="0">
|
||||
<tbody><tr>
|
||||
<td width="100%" background="0.%20Hauptsatz-Dateien/SEITEN1.JPG"><img src="0.%20Hauptsatz-Dateien/ENDE.JPG" usemap="#BildNr1" width="122" vspace="0" hspace="0" height="34" border="0" align="left"></td>
|
||||
<th width="10"><img src="0.%20Hauptsatz-Dateien/ECK2.JPG" width="10" height="34"></th>
|
||||
</tr>
|
||||
</tbody></table>
|
||||
|
||||
|
||||
</body></html>
|
1
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||||
<html>
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<head>
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||||
<meta name="Author" content="Yvonne Kristen">
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<title>1. Hauptsatz</title>
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||||
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||||
</head>
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||||
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||||
<body text="black" leftMargin=0 topMargin=0 marginHeight=0 marginWidth=0 alink=#008000 link=#008000 vlink=#004000>
|
||||
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||||
<table width="100%" border="0" height="34" cellpadding="0" cellspacing="0">
|
||||
<tr>
|
||||
<td background="GIF/SEITEN.GIF" width=100%><img src="GIF/KOPF2.GIF" width="437" height="34" border="0" vspace="0" hspace="0" align="left" USEMAP="#BildNr1"></td>
|
||||
<th width=10><img src="GIF/ECK.GIF" width="10" height="34"></th>
|
||||
</tr>
|
||||
</table>
|
||||
|
||||
<MAP NAME="BildNr1">
|
||||
<area name="Periodensystem" coords="70,10,230,30" alt="Periodensystem" href="PS/PS.HTM" onClick="window.open(this.href, 'Periodensystem', 'width=1020,height=480,toolbar=0,location=0,directories=0,status=0,menubar=0,scrollbars=0,resizable=0,copyhistory=0'); return false;">
|
||||
<AREA name="Inhalt" coords="245,10,426,30" alt="Inhalt" href="INHALT.HTM" >
|
||||
</map>
|
||||
|
||||
<table width=100% cellpadding=0 cellspacing=0 border="0">
|
||||
<tr><td background="JPG/YRINGBI1.JPG" width=100%>
|
||||
|
||||
<center><font size=-1>Seite - 20 -</font></center>
|
||||
<br><br>
|
||||
<div align="right">
|
||||
<table width=90% background=" "><tr><td>
|
||||
<font size=+3 face="Arial, Helvetica"><b>IV. Die Hauptsätze der Thermodynamik</b></font>
|
||||
</tr>
|
||||
|
||||
<tr><td><br><br><h2><font face="Arial, Helvetica"><img src="GIF/1HS.GIF"> 1. Hauptsatz</font></h2></tr>
|
||||
<tr><td><h3><font face="Arial, Helvetica" color="green">= <a href="WORT.HTM#Energie">Energie</a>erhaltungssatz der Thermodynamik</font></h3></tr>
|
||||
<tr><td><br><br><font face="Arial, Helvetica"><div align="justify">
|
||||
Der 1. Hauptsatz der Thermodynamik ist eine besondere Form des <a href="WORT.HTM#Energie">Energie</a>erhaltungssatzes der Mechanik.
|
||||
Er sagt aus, daß Energien ineinander umwandelbar sind, aber nicht gebildet, bzw.
|
||||
vernichtet werden können. Er lautet für den Übergang eines <a href="DEF.HTM#gesch">geschlossenen
|
||||
Systems</a> vom Zustand A nach B:<br>
|
||||
<center><img src="JPG/HS1.JPG"></center><br>
|
||||
|
||||
In Worten bedeutet dies: <font color="green"><b>Die Änderung der inneren Energie eines geschlossenen Systems
|
||||
ist gleich der Summe der Änderung der Wärme und der Änderung der Arbeit.</b></font><br>
|
||||
Das bedeutet, daß die innere Energie in einem geschlossenen System konstant ist. Dabei wird
|
||||
am System verrichtete <a href="WORT.HTM#Arbeit">Arbeit</a>, bzw. zugegebene <a href="WORT.HTM#Waerme">Wärme</a>menge mit einem positiven Vorzeichen versehen und vom
|
||||
System verrichtete Arbeit bzw. abgegebene Wärmemenge mit einem Negativen.<br>
|
||||
Die gesamte Energiemenge in einem System, das von einem Zustand A in den Zustand B übergegangen ist,
|
||||
ist folglich die Summe der als Wärme und Arbeit zugeführten Energien.
|
||||
Diese Gesamtenergiemenge ist die <b>innere Energie U</b>. Für ihren Zahlenwert ist es egal, ob Wärme oder
|
||||
Arbeit zugeführt wurde. Sie ist somit unabhängig vom Weg und folglich eine <a href="DEF.HTM#Zugr">
|
||||
Zustandsgröße</a>.
|
||||
<br>Betrachtet man ein <a href="DEF.HTM#iso">isoliertes System</a>, kann weder Wärme noch Arbeit
|
||||
oder sonst eine Energie entweichen.
|
||||
Energie kann weder erzeugt noch zerstört werden. Eine Veränderung in einem isolierten
|
||||
System kann demnach weder zu einer Zunahme noch zu einer Abnahme der inneren Energie, sondern nur
|
||||
zu einer Umverteilung der Energiemenge zwischen den unterschiedlichen Formen, führen.<br>
|
||||
Bei geschlossenen Systemen gilt dies dann, wenn man die Umgebung des Systems in die Betrachtung
|
||||
einbezieht, was dann wieder insgesamt einem isoliertem System entsprechen würde. Ändert sich in einem
|
||||
geschlossenen System die innere Energie U, so muß sich die innere Energie der Umgebung um den gleichen
|
||||
Wert, jedoch mit gegenteiligem Vorzeichen, ändern.
|
||||
<br>
|
||||
<br>
|
||||
<b><font size=+1>Erklärung der einzelnen Komponenten:</font><br><br>
|
||||
1. Die innere Energie U:</b><br>
|
||||
Die innere Energie ist eine Energieform, die von den kleinsten Teilchen eines Stoffes, den <a href="WORT.HTM#Atom">Atomen</a> bzw.
|
||||
den <a href="WORT.HTM#Mole">Molekülen</a> gespeichert wird. Dies geschieht in Form von Bewegungs-, Rotations- und Schwingungsenergie.
|
||||
<br>
|
||||
Die innere Energie U ist eine <a href="DEF.HTM#Zu">Zustandsgleichung</a>, sie hängt nur von ihrem momentanen Zustand ab, nicht aber
|
||||
vom Weg auf dem er erreicht wurde.
|
||||
<br><br>
|
||||
<b>2. Die Wärme Q:</b><br>
|
||||
Es wurde lange nicht genau zwischen den beiden Begriffen Wärme und <a href="WORT.HTM#Temp">Temperatur</a> unterschieden. In früheren
|
||||
Jahrhunderten wurde für beides der Begriff <i>calor</i> verwendet. <br>
|
||||
Ein <a href="DEF.HTM#Sys">System</a> kann bei Zufuhr von Arbeit genauso verändert werden, wie bei Zufuhr von Wärme. Rührt man z.B.
|
||||
Wasser, so erwärmt es sich. Das macht es auch, wenn es mit einem wärmeren Körper in Kontakt gebracht wird.
|
||||
Deswegen wurde vermutet, daß Wärme auch eine Energieform darstellt. Einer der ersten
|
||||
Wissenschaftler, der zwischen den beiden Größen unterschied war <a href="WORT.HTM#Black">Joseph Black</a>.
|
||||
Er zeigte u.a., daß Wärme eine extensive und Temperatur eine intensive Größe ist. Auch der Arzt
|
||||
<a href="WORT.HTM#May">Robert Mayer</a> und der Brauer <a href="WORT.HTM#Jou">James Prescott Joule</a>
|
||||
haben von 1840-1850 in dieser Richtung zahlreiche Versuche unternommen.<br>
|
||||
Betrachtet man zwei Systeme zwischen denen ein Temperaturunterschied ist, so wird solange Energie (in Form
|
||||
von Wärme) von Kälteren zum Wärmeren übertragen, bis beide die gleiche Temperatur haben.
|
||||
Voraussetzung ist, daß die beiden Systeme miteinander im <a href="WORT.HTM#Therm">thermischen</a> Kontakt stehen. Bei
|
||||
<a href="DEF.HTM#off">offenen Systemen</a>
|
||||
kann Wärme allerdings auch durch Stofftransport von einem System zum anderen übertragen werden.
|
||||
|
||||
<br><br>
|
||||
<b>3. Die Arbeit W:</b><br>
|
||||
Verschiebt eine <a href="WORT.HTM#Kraft">Kraft</a> Teilchen in ihrer Lage, dann verrichtet sie Arbeit.
|
||||
Diese Arbeit kann auch an einem System verrichtet werden. Es ist aber nicht so, daß die Arbeit dem System
|
||||
zugefügt wird, oder daß ein System Arbeit enthält. Arbeit ist <b>kein</b> Stoff. Arbeit ist eine
|
||||
<a href="DEF.HTM#Weg">Wegfunktion</a>, da ihr Zahlenwert abhängig ist von dem Weg durch den er erreicht wird.<br>
|
||||
Eine wirkende Kraft kann an einem System z.B. Volumenarbeit verrichten. Betrachtet wird ein Gas, in dem
|
||||
Fall Wasserstoff (H<sub>2</sub>), das in einem Glaszylinder mit einer beweglichen Scheibe, der die
|
||||
Fläche A hat, eingeschlossen ist:<br>
|
||||
<center><img src="JPG/ZYLINDER.JPG"></center><br>
|
||||
Das Gas erfährt einen Druck, der sich aus der Gewichtskraft F der Scheibe und deren Fläche A berechnet:<br>
|
||||
<center><table><tr><td><img src="JPG/DRUCK2.JPG">
|
||||
<td><font color="#008400" size=+1> (26)</font></tr></table></center><br>
|
||||
Die Kraft F kann verstärkt werden, indem man die Scheibe z.B. mit Gewichten belegt.<br>
|
||||
Steht das System im Gleichgewicht, ist die Scheibe in Ruhe. Der Druck des eingeschlossenen Gases ist in
|
||||
dem Fall genauso groß, wie der Druck von außen:<br>
|
||||
<center><img src="JPG/ZYLINDE2.JPG">
|
||||
</center></center><br>
|
||||
Erhöht man den Druck von außen mit einem Gewichtsstück von 500 g, bewegt sich die Scheibe nach unten
|
||||
und komprimiert den Wasserstoff :<br>
|
||||
<center><img src="JPG/ZYLINDE3.JPG"></center><br>
|
||||
Dies passiert solange, bis wieder ein Gleichgewicht zwischen dem neuen größeren Druck und dem Gegendruck
|
||||
des komprimierten Wasserstoffs besteht.<br>
|
||||
Durch die Bewegung der Scheibe wird am Wasserstoff Arbeit W verrichtet:<br><br>
|
||||
<center><table><tr><td><img src="JPG/ARBEIT2.JPG">
|
||||
<td><font color="#008400" size=+1> (27)</font></tr></table></center><br>
|
||||
p ist der Druck und <font face="Symbol">D</font>V ist die Volumenänderung des Gases. Man errechnet die
|
||||
Volumenänderung <font face="Symbol">D</font>V, indem man die Fläche A des Kolbens mit der Höhenänderung
|
||||
<font face="Symbol">D</font>h des eingeschlossenen Gasvolumens multipliziert:<br><br>
|
||||
<center><table><tr><td><img src="JPG/DELTA.JPG">
|
||||
<td><font color="#008400" size=+1> (28)</font></tr></table></center><br>
|
||||
<font face="Symbol">D</font>h bestimmt sich wie folgt:<br>
|
||||
<center><img src="JPG/HOEHE.JPG"></center><br>
|
||||
|
||||
Das Volumen wird kleiner, wenn sich der Kolben um eine Strecke <font face="Symbol">D</font>h bewegt. Daraus
|
||||
folgt, daß bei positivem <font face="Symbol">D</font>h die Volumenänderung negativ ist. Die verrichtete Arbeit ist auch positiv, da
|
||||
das Gas komprimiert wurde.<br>
|
||||
<br><br>
|
||||
<a href="WORT.HTM#Per"><b>Perpetuum mobile:</b></a><br>
|
||||
Eine Maschine, die Energie aus Nichts produziert, d.h. Energie liefert, ohne daß ihr eine gleiche Menge
|
||||
zugeführt wird, nennt man „Perpetuum mobile der 1. Art".<br>
|
||||
Aus der Aussage des 1. Hauptsatzes wird klar, daß es eine solche Maschine nicht geben kann. Man müßte
|
||||
einen Energiegewinn nur aus einer Energieumverteilung erhalten. Somit müßte <font face="Symbol">D</font>
|
||||
U > 0 sein. Das widerspricht aber dem 1. Haupsatz, der folgendes aussagt:<br>
|
||||
<center><img src="JPG/U.JPG"></center><br>
|
||||
Wobei A und B Bezeichnungen für 2 verschiedene Zustände und s und u Abkürzungen für System bzw. Umgebung.
|
||||
<br>
|
||||
Auch das erfolglose Bemühen zahlreicher Forscher und Tüftler bestätigt die Nicht-Existenz einer solchen
|
||||
Maschine.
|
||||
<br><br>
|
||||
<b>Zusammenhang mit der <a href="ENTHALPI.HTM">Enthalpie H</a>:</b><br>
|
||||
Führt man eine Reaktion bei konstantem Druck so durch, daß nur Volumenarbeit geleistet werden kann, dann
|
||||
gilt für die Arbeit W (Formel (27)):<br>
|
||||
<center><table><tr><td><img src="JPG/ARBEIT2.JPG">
|
||||
<td><font color="#008400" size=+1> (27)</font></tr></table></center><br>
|
||||
mit p = Druck und <font face="Symbol">D</font>V = Volumenänderung<br>
|
||||
Setzt man das in den 1. Hauptsatz ein, bekommt man folgendes:<br>
|
||||
<center><table><tr><td><img src="JPG/W.JPG">
|
||||
<td><font color="#008400" size=+1> (29)</font></tr></table></center><br>
|
||||
umgestellt erhält man:<br>
|
||||
<center><table><tr><td><img src="JPG/W2.JPG">
|
||||
<td><font color="#008400" size=+1> (30)</font></tr></table></center><br>
|
||||
In diesem Fall nennt man Q Enthalpie H :<br>
|
||||
<center><table><tr><td><img src="JPG/W3.JPG">
|
||||
<td><font color="#008400" size=+1> (31)</font></tr></table></center><br>
|
||||
Die Enthalpieänderung <font face="Symbol">D</font>H ist definiert als <I>diejenige Wärmemenge, die von einem
|
||||
geschlossenen isobaren System aufgenommen wird, wenn es eine Zustandsänderung erfährt, bei der außer
|
||||
Volumenarbeit keine andere Arbeit auftritt</i>. Wird dabei Wärme an die Umgebung abgegeben, so nimmt die
|
||||
Enthalpie des Systems ab (<font face="Symbol">D</font>H ist negativ), und die Reaktion ist exotherm.
|
||||
Wärmeaufnahme bedeutet, daß es sich um eine endotherme Reaktion handelt (<font face="Symbol">D</font>H
|
||||
positiv). Bei einer Reaktion kann man das Vorzeichen und den Zahlenwert von <font face="Symbol">D</font>H
|
||||
fast nur den Energieänderungen zuschreiben, die mit dem Schließen, Aufbrechen bzw.
|
||||
Zusammenschliessen von chemischen Verbindungen zusammenhängen.
|
||||
</div></font>
|
||||
<br><br><br>
|
||||
|
||||
</tr>
|
||||
</tr>
|
||||
|
||||
<Tr><td>
|
||||
<center>
|
||||
<br>
|
||||
<table width=45% background=" ">
|
||||
|
||||
<tr>
|
||||
<td width=25%><center><a href="HS0.HTM" onMouseOut="swapImageRestore()" onMouseOver="swapImage('GayLussac','','GIF/0HS.GIF',0)"><img name="GayLussac" border="0" src="GIF/0HSOFF.GIF" width="50" height="50"></a> </td>
|
||||
<td width=25%><center><img src="GIF/1HS.GIF" </td>
|
||||
<td width=25%><center><a href="HS2.HTM" onMouseOut="swapImageRestore()" onMouseOver="swapImage('Boyle_Geschichte','','GIF/2HS.GIF',0)"><img name="Boyle_Geschichte" border="0" src="GIF/2HSOFF.GIF" width="50" height="50"></a> </td>
|
||||
<td width=25%><center><a href="HS3.HTM" onMouseOut="swapImageRestore()" onMouseOver="swapImage('BoyleGesetz','','GIF/3HS.GIF',0)"><img name="BoyleGesetz" border="0" src="GIF/3HSOFF.GIF" width="50" height="50"></a> </td>
|
||||
</tr>
|
||||
<Tr>
|
||||
<td width=12%><center><font size=-2 face="Arial, Helvetica">0. Hauptsatz</td>
|
||||
<td width=12%><center><font size=-2 face="Arial, Helvetica" color="green">1. Hauptsatz</td>
|
||||
<td width=12%><center><font size=-2 face="Arial, Helvetica">2. Hauptsatz</td>
|
||||
<td width=12%><center><font size=-2 face="Arial, Helvetica">3. Hauptsatz</td>
|
||||
</tr>
|
||||
</table>
|
||||
</center>
|
||||
</td>
|
||||
</tr>
|
||||
</table>
|
||||
<table width=90% background=" ">
|
||||
<tr>
|
||||
<td><br><br><br>
|
||||
<hr>
|
||||
<br>
|
||||
<center>
|
||||
<table width=40%>
|
||||
<tr>
|
||||
<td width=47%><font size=-2 face="Arial, Helvetica"><div align="right">Vorheriges Kapitel</div></font></td>
|
||||
<td width=6%><font size=-2 face="Arial, Helvetica"></td>
|
||||
<td width=47%><font size=-2 face="Arial, Helvetica">nächstes Kapitel</td>
|
||||
</tr>
|
||||
<tr>
|
||||
<td width=47%><a href="REAKTION.HTM" onMouseOut="swapImageRestore()" onMouseOver="swapImage('Grundlagen','','GIF/LINKS.GIF',0)"><img name="Grundlagen" border="0" src="GIF/LINKSOFF.GIF" width="40" height="15" alt="Reaktionstreibende Kräfte" align="right"></a></td>
|
||||
<td width=6%><a href="INHALT.HTM" onMouseOut="swapImageRestore()" onMouseOver="swapImage('Inhalt','','GIF/BALL.GIF',0)"><img name="Inhalt" border="0" src="GIF/BALLOFF.GIF" width="20" height="20" alt="Inhaltsverzeichnis"></a></td>
|
||||
<td width=47%><a href="ANHANG.HTM" onMouseOut="swapImageRestore()" onMouseOver="swapImage('Reaktion','','GIF/RECHTS.GIF',0)"><img name="Reaktion" border="0" src="GIF/RECHTSOF.GIF" width="40" height="15" alt="Anhang" align="left"></a></td>
|
||||
|
||||
</tr></table></center>
|
||||
</td></tr>
|
||||
</table>
|
||||
|
||||
<br>
|
||||
|
||||
|
||||
<table width=90% background=" ">
|
||||
<tr><td>
|
||||
<hr>
|
||||
<div align="right"><i><font size=-1>© by Yvonne Kristen</font><i></div>
|
||||
</tr></table>
|
||||
</div>
|
||||
|
||||
</td>
|
||||
<th width=10 background="GIF/RAND.GIF"><img src="GIF/10PTRANS.GIF"></th>
|
||||
</tr></table>
|
||||
|
||||
<table width="100%" border="0" height="34" cellpadding="0" cellspacing="0">
|
||||
<tr>
|
||||
<td background="JPG/SEITEN1.JPG" width=100%><img src="JPG/ENDE.JPG" width="122" height="34" border="0" vspace="0" hspace="0" align="left" USEMAP="#BildNr1"></td>
|
||||
<th width=10><img src="JPG/ECK2.JPG" width="10" height="34"></th>
|
||||
</tr>
|
||||
</table>
|
||||
|
||||
</body>
|
||||
</html>
|
BIN
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|
||||
function preloadImages()
|
||||
{
|
||||
var d = document;
|
||||
if (d.images)
|
||||
{
|
||||
if (!d.p)
|
||||
d.p = new Array();
|
||||
var i;
|
||||
var j = d.p.length
|
||||
var a = preloadImages.arguments;
|
||||
for (i = 0; i < a.length; i++)
|
||||
if (a[i].indexOf("#") != 0)
|
||||
{
|
||||
d.p[j] = new Image;
|
||||
d.p[j++].src = a[i];
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
function swapImageRestore()
|
||||
{
|
||||
var i;
|
||||
var x;
|
||||
var a = document.sr;
|
||||
for(i = 0; a && i < a.length && (x = a[i]) && x.oSrc; i++)
|
||||
x.src = x.oSrc;
|
||||
}
|
||||
|
||||
function findObject(n, d)
|
||||
{
|
||||
var p;
|
||||
var i;
|
||||
var x;
|
||||
if (!d)
|
||||
d = document;
|
||||
if ((p = n.indexOf("?")) > 0 && parent.frames.length)
|
||||
{
|
||||
d = parent.frames[n.substring(p + 1)].document;
|
||||
n = n.substring(0, p);
|
||||
}
|
||||
if (!(x = d[n]) && d.all)
|
||||
x = d.all[n];
|
||||
for (i = 0; !x && i < d.forms.length; i++)
|
||||
x = d.forms[i][n];
|
||||
for (i = 0; !x && d.layers && i < d.layers.length; i++)
|
||||
x = findObject(n, d.layers[i].document);
|
||||
return x;
|
||||
}
|
||||
|
||||
function swapImage()
|
||||
{
|
||||
var i;
|
||||
var j = 0;
|
||||
var x;
|
||||
var a = swapImage.arguments;
|
||||
document.sr = new Array;
|
||||
for(i = 0; i < (a.length - 2); i += 3)
|
||||
if ((x = findObject(a[i])) != null)
|
||||
{
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||||
document.sr[j++] = x;
|
||||
if (!x.oSrc)
|
||||
x.oSrc = x.src;
|
||||
x.src = a[i + 2];
|
||||
}
|
||||
}
|
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234
Technologie u. Informatik/00_RAW/2018-01-18/1. Hauptsatz.HTM
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@ -0,0 +1,234 @@
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<html><head>
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<meta name="Author" content="Yvonne Kristen">
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<title>1. Hauptsatz</title>
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</head>
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||||
<table width="100%" cellspacing="0" cellpadding="0" height="34" border="0">
|
||||
<tbody><tr>
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||||
<td width="100%" background="1.%20Hauptsatz-Dateien/SEITEN.GIF"><img src="1.%20Hauptsatz-Dateien/KOPF2.GIF" usemap="#BildNr1" width="437" vspace="0" hspace="0" height="34" border="0" align="left"></td>
|
||||
<th width="10"><img src="1.%20Hauptsatz-Dateien/ECK.GIF" width="10" height="34"></th>
|
||||
</tr>
|
||||
</tbody></table>
|
||||
|
||||
<map name="BildNr1">
|
||||
<area name="Periodensystem" coords="70,10,230,30" alt="Periodensystem" href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/PS/PS.HTM" onclick="window.open(this.href, 'Periodensystem', 'width=1020,height=480,toolbar=0,location=0,directories=0,status=0,menubar=0,scrollbars=0,resizable=0,copyhistory=0'); return false;">
|
||||
<area name="Inhalt" coords="245,10,426,30" alt="Inhalt" href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/INHALT.HTM">
|
||||
</map>
|
||||
|
||||
<table width="100%" cellspacing="0" cellpadding="0" border="0">
|
||||
<tbody><tr><td width="100%" background="1.%20Hauptsatz-Dateien/YRINGBI1.JPG">
|
||||
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||||
<center><font size="-1">Seite - 20 -</font></center>
|
||||
<br><br>
|
||||
<div align="right">
|
||||
<table width="90%" background="1.%20Hauptsatz-Dateien/HS1.HTM"><tbody><tr><td>
|
||||
<font size="+3" face="Arial, Helvetica"><b>IV. Die Hauptsätze der Thermodynamik</b></font>
|
||||
</td></tr>
|
||||
|
||||
<tr><td><br><br><h2><font face="Arial, Helvetica"><img src="1.%20Hauptsatz-Dateien/1HS.GIF"> 1. Hauptsatz</font></h2></td></tr>
|
||||
<tr><td><h3><font color="green" face="Arial, Helvetica">= <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/WORT.HTM#Energie">Energie</a>erhaltungssatz der Thermodynamik</font></h3></td></tr>
|
||||
<tr><td><br><br><font face="Arial, Helvetica"><div align="justify">
|
||||
Der 1. Hauptsatz der Thermodynamik ist eine besondere Form des <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/WORT.HTM#Energie">Energie</a>erhaltungssatzes der Mechanik.
|
||||
Er sagt aus, daß Energien ineinander umwandelbar sind, aber nicht gebildet, bzw.
|
||||
vernichtet werden können. Er lautet für den Übergang eines <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/DEF.HTM#gesch">geschlossenen
|
||||
Systems</a> vom Zustand A nach B:<br>
|
||||
<center><img src="1.%20Hauptsatz-Dateien/HS1.JPG"></center><br>
|
||||
|
||||
In Worten bedeutet dies: <font color="green"><b>Die Änderung der inneren Energie eines geschlossenen Systems
|
||||
ist gleich der Summe der Änderung der Wärme und der Änderung der Arbeit.</b></font><br>
|
||||
Das bedeutet, daß die innere Energie in einem geschlossenen System konstant ist. Dabei wird
|
||||
am System verrichtete <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/WORT.HTM#Arbeit">Arbeit</a>, bzw. zugegebene <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/WORT.HTM#Waerme">Wärme</a>menge mit einem positiven Vorzeichen versehen und vom
|
||||
System verrichtete Arbeit bzw. abgegebene Wärmemenge mit einem Negativen.<br>
|
||||
Die gesamte Energiemenge in einem System, das von einem Zustand A in den Zustand B übergegangen ist,
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||||
ist folglich die Summe der als Wärme und Arbeit zugeführten Energien.
|
||||
Diese Gesamtenergiemenge ist die <b>innere Energie U</b>. Für ihren Zahlenwert ist es egal, ob Wärme oder
|
||||
Arbeit zugeführt wurde. Sie ist somit unabhängig vom Weg und folglich eine <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/DEF.HTM#Zugr">
|
||||
Zustandsgröße</a>.
|
||||
<br>Betrachtet man ein <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/DEF.HTM#iso">isoliertes System</a>, kann weder Wärme noch Arbeit
|
||||
oder sonst eine Energie entweichen.
|
||||
Energie kann weder erzeugt noch zerstört werden. Eine Veränderung in einem isolierten
|
||||
System kann demnach weder zu einer Zunahme noch zu einer Abnahme der inneren Energie, sondern nur
|
||||
zu einer Umverteilung der Energiemenge zwischen den unterschiedlichen Formen, führen.<br>
|
||||
Bei geschlossenen Systemen gilt dies dann, wenn man die Umgebung des Systems in die Betrachtung
|
||||
einbezieht, was dann wieder insgesamt einem isoliertem System entsprechen würde. Ändert sich in einem
|
||||
geschlossenen System die innere Energie U, so muß sich die innere Energie der Umgebung um den gleichen
|
||||
Wert, jedoch mit gegenteiligem Vorzeichen, ändern.
|
||||
<br>
|
||||
<br>
|
||||
<b><font size="+1">Erklärung der einzelnen Komponenten:</font><br><br>
|
||||
1. Die innere Energie U:</b><br>
|
||||
Die innere Energie ist eine Energieform, die von den kleinsten Teilchen eines Stoffes, den <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/WORT.HTM#Atom">Atomen</a> bzw.
|
||||
den <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/WORT.HTM#Mole">Molekülen</a> gespeichert wird. Dies geschieht in Form von Bewegungs-, Rotations- und Schwingungsenergie.
|
||||
<br>
|
||||
Die innere Energie U ist eine <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/DEF.HTM#Zu">Zustandsgleichung</a>, sie hängt nur von ihrem momentanen Zustand ab, nicht aber
|
||||
vom Weg auf dem er erreicht wurde.
|
||||
<br><br>
|
||||
<b>2. Die Wärme Q:</b><br>
|
||||
Es wurde lange nicht genau zwischen den beiden Begriffen Wärme und <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/WORT.HTM#Temp">Temperatur</a> unterschieden. In früheren
|
||||
Jahrhunderten wurde für beides der Begriff <i>calor</i> verwendet. <br>
|
||||
Ein <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/DEF.HTM#Sys">System</a> kann bei Zufuhr von Arbeit genauso verändert werden, wie bei Zufuhr von Wärme. Rührt man z.B.
|
||||
Wasser, so erwärmt es sich. Das macht es auch, wenn es mit einem wärmeren Körper in Kontakt gebracht wird.
|
||||
Deswegen wurde vermutet, daß Wärme auch eine Energieform darstellt. Einer der ersten
|
||||
Wissenschaftler, der zwischen den beiden Größen unterschied war <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/WORT.HTM#Black">Joseph Black</a>.
|
||||
Er zeigte u.a., daß Wärme eine extensive und Temperatur eine intensive Größe ist. Auch der Arzt
|
||||
<a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/WORT.HTM#May">Robert Mayer</a> und der Brauer <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/WORT.HTM#Jou">James Prescott Joule</a>
|
||||
haben von 1840-1850 in dieser Richtung zahlreiche Versuche unternommen.<br>
|
||||
Betrachtet man zwei Systeme zwischen denen ein Temperaturunterschied ist, so wird solange Energie (in Form
|
||||
von Wärme) von Kälteren zum Wärmeren übertragen, bis beide die gleiche Temperatur haben.
|
||||
Voraussetzung ist, daß die beiden Systeme miteinander im <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/WORT.HTM#Therm">thermischen</a> Kontakt stehen. Bei
|
||||
<a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/DEF.HTM#off">offenen Systemen</a>
|
||||
kann Wärme allerdings auch durch Stofftransport von einem System zum anderen übertragen werden.
|
||||
|
||||
<br><br>
|
||||
<b>3. Die Arbeit W:</b><br>
|
||||
Verschiebt eine <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/WORT.HTM#Kraft">Kraft</a> Teilchen in ihrer Lage, dann verrichtet sie Arbeit.
|
||||
Diese Arbeit kann auch an einem System verrichtet werden. Es ist aber nicht so, daß die Arbeit dem System
|
||||
zugefügt wird, oder daß ein System Arbeit enthält. Arbeit ist <b>kein</b> Stoff. Arbeit ist eine
|
||||
<a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/DEF.HTM#Weg">Wegfunktion</a>, da ihr Zahlenwert abhängig ist von dem Weg durch den er erreicht wird.<br>
|
||||
Eine wirkende Kraft kann an einem System z.B. Volumenarbeit verrichten. Betrachtet wird ein Gas, in dem
|
||||
Fall Wasserstoff (H<sub>2</sub>), das in einem Glaszylinder mit einer beweglichen Scheibe, der die
|
||||
Fläche A hat, eingeschlossen ist:<br>
|
||||
<center><img src="1.%20Hauptsatz-Dateien/ZYLINDER.JPG"></center><br>
|
||||
Das Gas erfährt einen Druck, der sich aus der Gewichtskraft F der Scheibe und deren Fläche A berechnet:<br>
|
||||
<center><table><tbody><tr><td><img src="1.%20Hauptsatz-Dateien/DRUCK2.JPG">
|
||||
</td><td><font size="+1" color="#008400"> (26)</font></td></tr></tbody></table></center><br>
|
||||
Die Kraft F kann verstärkt werden, indem man die Scheibe z.B. mit Gewichten belegt.<br>
|
||||
Steht das System im Gleichgewicht, ist die Scheibe in Ruhe. Der Druck des eingeschlossenen Gases ist in
|
||||
dem Fall genauso groß, wie der Druck von außen:<br>
|
||||
<center><img src="1.%20Hauptsatz-Dateien/ZYLINDE2.JPG">
|
||||
</center><br>
|
||||
Erhöht man den Druck von außen mit einem Gewichtsstück von 500 g, bewegt sich die Scheibe nach unten
|
||||
und komprimiert den Wasserstoff :<br>
|
||||
<center><img src="1.%20Hauptsatz-Dateien/ZYLINDE3.JPG"></center><br>
|
||||
Dies passiert solange, bis wieder ein Gleichgewicht zwischen dem neuen größeren Druck und dem Gegendruck
|
||||
des komprimierten Wasserstoffs besteht.<br>
|
||||
Durch die Bewegung der Scheibe wird am Wasserstoff Arbeit W verrichtet:<br><br>
|
||||
<center><table><tbody><tr><td><img src="1.%20Hauptsatz-Dateien/ARBEIT2.JPG">
|
||||
</td><td><font size="+1" color="#008400"> (27)</font></td></tr></tbody></table></center><br>
|
||||
p ist der Druck und <font face="Symbol">D</font>V ist die Volumenänderung des Gases. Man errechnet die
|
||||
Volumenänderung <font face="Symbol">D</font>V, indem man die Fläche A des Kolbens mit der Höhenänderung
|
||||
<font face="Symbol">D</font>h des eingeschlossenen Gasvolumens multipliziert:<br><br>
|
||||
<center><table><tbody><tr><td><img src="1.%20Hauptsatz-Dateien/DELTA.JPG">
|
||||
</td><td><font size="+1" color="#008400"> (28)</font></td></tr></tbody></table></center><br>
|
||||
<font face="Symbol">D</font>h bestimmt sich wie folgt:<br>
|
||||
<center><img src="1.%20Hauptsatz-Dateien/HOEHE.JPG"></center><br>
|
||||
|
||||
Das Volumen wird kleiner, wenn sich der Kolben um eine Strecke <font face="Symbol">D</font>h bewegt. Daraus
|
||||
folgt, daß bei positivem <font face="Symbol">D</font>h die Volumenänderung negativ ist. Die verrichtete Arbeit ist auch positiv, da
|
||||
das Gas komprimiert wurde.<br>
|
||||
<br><br>
|
||||
<a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/WORT.HTM#Per"><b>Perpetuum mobile:</b></a><br>
|
||||
Eine Maschine, die Energie aus Nichts produziert, d.h. Energie liefert, ohne daß ihr eine gleiche Menge
|
||||
zugeführt wird, nennt man „Perpetuum mobile der 1. Art".<br>
|
||||
Aus der Aussage des 1. Hauptsatzes wird klar, daß es eine solche Maschine nicht geben kann. Man müßte
|
||||
einen Energiegewinn nur aus einer Energieumverteilung erhalten. Somit müßte <font face="Symbol">D</font>
|
||||
U > 0 sein. Das widerspricht aber dem 1. Haupsatz, der folgendes aussagt:<br>
|
||||
<center><img src="1.%20Hauptsatz-Dateien/U.JPG"></center><br>
|
||||
Wobei A und B Bezeichnungen für 2 verschiedene Zustände und s und u Abkürzungen für System bzw. Umgebung.
|
||||
<br>
|
||||
Auch das erfolglose Bemühen zahlreicher Forscher und Tüftler bestätigt die Nicht-Existenz einer solchen
|
||||
Maschine.
|
||||
<br><br>
|
||||
<b>Zusammenhang mit der <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/ENTHALPI.HTM">Enthalpie H</a>:</b><br>
|
||||
Führt man eine Reaktion bei konstantem Druck so durch, daß nur Volumenarbeit geleistet werden kann, dann
|
||||
gilt für die Arbeit W (Formel (27)):<br>
|
||||
<center><table><tbody><tr><td><img src="1.%20Hauptsatz-Dateien/ARBEIT2.JPG">
|
||||
</td><td><font size="+1" color="#008400"> (27)</font></td></tr></tbody></table></center><br>
|
||||
mit p = Druck und <font face="Symbol">D</font>V = Volumenänderung<br>
|
||||
Setzt man das in den 1. Hauptsatz ein, bekommt man folgendes:<br>
|
||||
<center><table><tbody><tr><td><img src="1.%20Hauptsatz-Dateien/W.JPG">
|
||||
</td><td><font size="+1" color="#008400"> (29)</font></td></tr></tbody></table></center><br>
|
||||
umgestellt erhält man:<br>
|
||||
<center><table><tbody><tr><td><img src="1.%20Hauptsatz-Dateien/W2.JPG">
|
||||
</td><td><font size="+1" color="#008400"> (30)</font></td></tr></tbody></table></center><br>
|
||||
In diesem Fall nennt man Q Enthalpie H :<br>
|
||||
<center><table><tbody><tr><td><img src="1.%20Hauptsatz-Dateien/W3.JPG">
|
||||
</td><td><font size="+1" color="#008400"> (31)</font></td></tr></tbody></table></center><br>
|
||||
Die Enthalpieänderung <font face="Symbol">D</font>H ist definiert als <i>diejenige Wärmemenge, die von einem
|
||||
geschlossenen isobaren System aufgenommen wird, wenn es eine Zustandsänderung erfährt, bei der außer
|
||||
Volumenarbeit keine andere Arbeit auftritt</i>. Wird dabei Wärme an die Umgebung abgegeben, so nimmt die
|
||||
Enthalpie des Systems ab (<font face="Symbol">D</font>H ist negativ), und die Reaktion ist exotherm.
|
||||
Wärmeaufnahme bedeutet, daß es sich um eine endotherme Reaktion handelt (<font face="Symbol">D</font>H
|
||||
positiv). Bei einer Reaktion kann man das Vorzeichen und den Zahlenwert von <font face="Symbol">D</font>H
|
||||
fast nur den Energieänderungen zuschreiben, die mit dem Schließen, Aufbrechen bzw.
|
||||
Zusammenschliessen von chemischen Verbindungen zusammenhängen.
|
||||
</div></font>
|
||||
<br><br><br>
|
||||
|
||||
</td></tr>
|
||||
|
||||
|
||||
<tr><td>
|
||||
<center>
|
||||
<br>
|
||||
<table width="45%" background="1.%20Hauptsatz-Dateien/HS1.HTM">
|
||||
|
||||
<tbody><tr>
|
||||
<td width="25%"><center><a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/HS0.HTM" onmouseout="swapImageRestore()" onmouseover="swapImage('GayLussac','','GIF/0HS.GIF',0)"><img name="GayLussac" src="1.%20Hauptsatz-Dateien/0HSOFF.GIF" width="50" height="50" border="0"></a> </center></td>
|
||||
<td width="25%"><center><img src="1.%20Hauptsatz-Dateien/1HS.GIF" <="" td="">
|
||||
</center></td><td width="25%"><center><a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/HS2.HTM" onmouseout="swapImageRestore()" onmouseover="swapImage('Boyle_Geschichte','','GIF/2HS.GIF',0)"><img name="Boyle_Geschichte" src="1.%20Hauptsatz-Dateien/2HSOFF.GIF" width="50" height="50" border="0"></a> </center></td>
|
||||
<td width="25%"><center><a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/HS3.HTM" onmouseout="swapImageRestore()" onmouseover="swapImage('BoyleGesetz','','GIF/3HS.GIF',0)"><img name="BoyleGesetz" src="1.%20Hauptsatz-Dateien/3HSOFF.GIF" width="50" height="50" border="0"></a> </center></td>
|
||||
</tr>
|
||||
<tr>
|
||||
<td width="12%"><center><font size="-2" face="Arial, Helvetica">0. Hauptsatz</font></center></td>
|
||||
<td width="12%"><center><font size="-2" color="green" face="Arial, Helvetica">1. Hauptsatz</font></center></td>
|
||||
<td width="12%"><center><font size="-2" face="Arial, Helvetica">2. Hauptsatz</font></center></td>
|
||||
<td width="12%"><center><font size="-2" face="Arial, Helvetica">3. Hauptsatz</font></center></td>
|
||||
</tr>
|
||||
</tbody></table>
|
||||
</center>
|
||||
</td>
|
||||
</tr>
|
||||
</tbody></table>
|
||||
<table width="90%" background="1.%20Hauptsatz-Dateien/HS1.HTM">
|
||||
<tbody><tr>
|
||||
<td><br><br><br>
|
||||
<hr>
|
||||
<br>
|
||||
<center>
|
||||
<table width="40%">
|
||||
<tbody><tr>
|
||||
<td width="47%"><font size="-2" face="Arial, Helvetica"><div align="right">Vorheriges Kapitel</div></font></td>
|
||||
<td width="6%"><font size="-2" face="Arial, Helvetica"></font></td>
|
||||
<td width="47%"><font size="-2" face="Arial, Helvetica">nächstes Kapitel</font></td>
|
||||
</tr>
|
||||
<tr>
|
||||
<td width="47%"><a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/REAKTION.HTM" onmouseout="swapImageRestore()" onmouseover="swapImage('Grundlagen','','GIF/LINKS.GIF',0)"><img name="Grundlagen" src="1.%20Hauptsatz-Dateien/LINKSOFF.GIF" alt="Reaktionstreibende Kräfte" width="40" height="15" border="0" align="right"></a></td>
|
||||
<td width="6%"><a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/INHALT.HTM" onmouseout="swapImageRestore()" onmouseover="swapImage('Inhalt','','GIF/BALL.GIF',0)"><img name="Inhalt" src="1.%20Hauptsatz-Dateien/BALLOFF.GIF" alt="Inhaltsverzeichnis" width="20" height="20" border="0"></a></td>
|
||||
<td width="47%"><a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/ANHANG.HTM" onmouseout="swapImageRestore()" onmouseover="swapImage('Reaktion','','GIF/RECHTS.GIF',0)"><img name="Reaktion" src="1.%20Hauptsatz-Dateien/RECHTSOF.GIF" alt="Anhang" width="40" height="15" border="0" align="left"></a></td>
|
||||
|
||||
</tr></tbody></table></center>
|
||||
</td></tr>
|
||||
</tbody></table>
|
||||
|
||||
<br>
|
||||
|
||||
|
||||
<table width="90%" background="1.%20Hauptsatz-Dateien/HS1.HTM">
|
||||
<tbody><tr><td>
|
||||
<hr>
|
||||
<div align="right"><i><font size="-1">© by Yvonne Kristen</font><i></i></i></div><i><i>
|
||||
</i></i></td></tr></tbody></table>
|
||||
</div>
|
||||
|
||||
</td>
|
||||
<th width="10" background="1.%20Hauptsatz-Dateien/RAND.GIF"><img src="1.%20Hauptsatz-Dateien/10PTRANS.GIF"></th>
|
||||
</tr></tbody></table>
|
||||
|
||||
<table width="100%" cellspacing="0" cellpadding="0" height="34" border="0">
|
||||
<tbody><tr>
|
||||
<td width="100%" background="1.%20Hauptsatz-Dateien/SEITEN1.JPG"><img src="1.%20Hauptsatz-Dateien/ENDE.JPG" usemap="#BildNr1" width="122" vspace="0" hspace="0" height="34" border="0" align="left"></td>
|
||||
<th width="10"><img src="1.%20Hauptsatz-Dateien/ECK2.JPG" width="10" height="34"></th>
|
||||
</tr>
|
||||
</tbody></table>
|
||||
|
||||
|
||||
</body></html>
|
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||||
<html>
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||||
<head>
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||||
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||||
<meta name="Author" content="Yvonne Kristen">
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||||
<title>2. Hauptsatz</title>
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<script language="JavaScript" src="JS/ROLLOVER.JS"></script>
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||||
</head>
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||||
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||||
<body text="black" leftMargin=0 topMargin=0 marginHeight=0 marginWidth=0 alink=#008000 link=#008000 vlink=#004000>
|
||||
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||||
|
||||
<table width="100%" border="0" height="34" cellpadding="0" cellspacing="0">
|
||||
<tr>
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||||
<td background="GIF/SEITEN.GIF" width=100%><img src="GIF/KOPF2.GIF" width="437" height="34" border="0" vspace="0" hspace="0" align="left" USEMAP="#BildNr1"></td>
|
||||
<th width=10><img src="GIF/ECK.GIF" width="10" height="34"></th>
|
||||
</tr>
|
||||
</table>
|
||||
|
||||
<MAP NAME="BildNr1">
|
||||
<area name="Periodensystem" coords="70,10,230,30" alt="Periodensystem" href="PS/PS.HTM" onClick="window.open(this.href, 'Periodensystem', 'width=1020,height=480,toolbar=0,location=0,directories=0,status=0,menubar=0,scrollbars=0,resizable=0,copyhistory=0'); return false;">
|
||||
<AREA name="Inhalt" COORDS="245,10,426,30" alt="Inhalt" href="INHALT.HTM" >
|
||||
</map>
|
||||
|
||||
<table width=100% cellpadding=0 cellspacing=0 border="0">
|
||||
<tr><td background="JPG/YRINGBI1.JPG" width=100%>
|
||||
|
||||
<center><font size=-1>Seite - 21 -</font></center>
|
||||
<br><br>
|
||||
<div align="right">
|
||||
<table width=90% background=" "><tr><td>
|
||||
<font size=+3 face="Arial, Helvetica"><b>IV. Die Hauptsätze der Thermodynamik</u></font>
|
||||
</tr>
|
||||
|
||||
<tr><td><br><br><h2><font size=+2 face="Arial, Helvetica"><img src="GIF/2HS.GIF"> 2. Hauptsatz</font></h2></tr>
|
||||
<tr><td><h3><font face="Arial, Helvetica" color="green">= Entropiesatz der Thermodynamik</font></h3></tr>
|
||||
<tr><td><font face="Arial, Helvetica"><div align="justify">
|
||||
Der <a href="HS1.HTM">1. Hauptsatz</a> setzt durch die <a href="WORT.HTM#Energie">Energie</a>erhaltung Grenzen, innerhalb derer ein
|
||||
<a href="DEF.HTM#therm">Prozeß</a> ablaufen muß. Es gibt jedoch
|
||||
Prozesse, die den Energieerhaltungssatz nicht verletzen würden, aber in der Natur nicht vorkommen. Bringt man z.B.
|
||||
eine 300K warme Kugel in ein Gefäß mit 275K kaltem Wasser, so fließt solange <a href="WORT.HTM#Waerme">Wärme</a> zum Wasser, bis beide
|
||||
die gleiche <a href="WORT.HTM#Temp">Temperatur</a> haben:<br>
|
||||
<center><img src="JPG/KLAT.JPG"></center><br>
|
||||
Es ist aber noch nie passiert, daß Wärme vom Kälteren zum Wärmeren fließt, was den
|
||||
Temperaturunterschied noch vergrößern würde. Die 300K warme Kugel wird nicht auf 400K aufgeheizt, während das
|
||||
Wasser auf 175 abkühlen müßte:<br>
|
||||
<center><img src="JPG/KLAT2.JPG"></center><br>
|
||||
Als weiteres Beispiel kann man eine Teigkugel betrachten, die auf ein Brett fällt:<br>
|
||||
<center><img src="GIF/BRETT.GIF"></center><br>
|
||||
<center><font face="Arial; Helvetica" size=-2><b>Abb.50</b></font></center><br>
|
||||
Durch den Aufprall erwärmt sich die Kugel (von 293 K auf 298 K).<br>
|
||||
Es ist aber noch nie passiert, daß eine Teigkugel unter Abkühlung plötzlich nach oben springt:<br>
|
||||
<center><img src="GIF/BRETT2.GIF"></center><br>
|
||||
<center><font face="Arial; Helvetica" size=-2><b>Abb.51</b></font></center><br>
|
||||
Das würde aber nicht dem 1. Hauptsatz widersprechen, da dieser nur aussagt, daß die Summe der Energien
|
||||
immer gleich sein muß, und das wäre sie bei einem solchen Vorgang.<br>
|
||||
Um eine Aussage machen zu können, in welche Richtung ein Vorgang abläuft, wird eine Gleichung benötigt, die sich
|
||||
nur auf den Anfangszustand eines <a href="DEF.HTM#Sys">Systems</a>
|
||||
und den darauf ausgeübten Zwang bezieht. <a href="DEF.HTM#iso">Isolierte Systeme</a> streben immer dem
|
||||
<a href="DEF.HTM#Gl">Gleichgewicht</a> zu. Dabei muss eine Größe die Antriebskraft sein. 1850 wurde sie
|
||||
von <a href="WORT.HTM#Clau">Clausius</a> die <a href="ENTROPIE.HTM">Entropie</a> S genannt. Der
|
||||
1. Hauptsatz beschreibt die Energiefunktion U und der 2. die Entropiefunktion. Genauso wie die innere Energie U
|
||||
ist auch der 2. Hauptsatz eine Zustandsfunktion.
|
||||
<br><br>
|
||||
Die Gesamtentropie in einem isolierten System kann nie kleiner werden, d.h. sie kann nur größer werden oder
|
||||
gleich bleiben. Ein System kann sich nicht mehr verändern, wenn die Entropie ihren
|
||||
Maximalwert erreicht hat, das System befindet dann sich im Gleichgewicht.<br>
|
||||
|
||||
In einem <a href="DEF.HTM#gesch">geschlossenen System</a> das im Gleichgewicht steht gilt: <br>
|
||||
<center><img src="JPG/S.JPG"></center><br>
|
||||
Solch eine Reaktion muß unter totaler <a href="WORT.HTM#reve">Reversibilität</a> ablaufen. Totale Reversibilität heißt, daß die Reaktion
|
||||
unendlich langsam verlaufen muß, damit immer überall gleiche <a href="WORT.HTM#Temp">Temperatur</a> und
|
||||
<a href="WORT.HTM#Dru">Drücke</a> herrschen. Beispielsweise wirbeln <a href="WORT.HTM#Gas">Gas</a>moleküle
|
||||
in einem Gas, das expandiert wird, durcheinander und bilden Turbulenzen, sodaß die exakte Umkehr dieses
|
||||
Prozesses unmöglich ist. Expandiert man dagegen unendlich langsam, sodaß sich keine Turbulenzen o.ä. bilden, dann
|
||||
ist die Umkehr schon eher möglich.<br>
|
||||
Daran kann man sehen, daß eine reversible Reaktion einen Idealfall darstellt, der zwar manchmal fast
|
||||
erreicht wird, aber in der Realität nie ganz erreicht werden kann.<br>
|
||||
Theoretisch wird die Reverisbilität jedoch behandelt. Man sagt, daß in einem geschlossenen System, in dem die
|
||||
Temperatur und der Druck gleich bleiben, ein spontaner reversibler Ablauf folgende Entropieänderung hat:<br><br>
|
||||
<center><img src="JPG/2HS1.JPG"></center><br><br>
|
||||
Bei der Temperatur T nimmt das System die Wärmemenge Q<sub>rev.</sub> (=Wärmemenge bei reversiblem Prozeß) auf.<br>
|
||||
Daraus folgt, daß die Entropieänderung der Umgebung sich wie folgt definiert:<br>
|
||||
<center><img src="JPG/UMGEBUNG.JPG"></center><br>
|
||||
Alle Vorgänge können entweder als reversibel oder als <a href="WORT.HTM#irre">irreversibel</a> eingeordnet werden. Irreversibel bedeutet, daß
|
||||
der genaue Ablauf des Prozesses nicht mehr exakt umkehrbar ist. Bei diesen Vorgängen muß die Entropie immer
|
||||
zunehmen, deswegen ist ihre Änderung wie folgt definiert :<br><br>
|
||||
<center><img src="JPG/2HS2.JPG"></center><br><br>
|
||||
In einem geschlossenen System muß die Summe der Entropien des Systems und der Umgebung kleiner als 0 sein:<br>
|
||||
<center><img src="JPG/S2.JPG"></center><br>
|
||||
<br>
|
||||
Der 2. Hauptsatz beschreibt die Richtung der Energieumwandlung. Wenn man z. B. einen fest verschlossenen
|
||||
Behälter betrachtet, in dem zwei Gase eingeschlossen sind, dann werden sich diese Gase mit der Zeit
|
||||
gleichmäßig durchmischen, d.h. einen Zustand größerer Unordnung und damit größerer Entropie einnehmen.
|
||||
Der Zustand größerer Entropie ist also der wahrscheinlichere Zustand. Aus dem 2. Hauptsatz folgt, daß Wärme nicht
|
||||
von einem Bereich mit niedriger Temperatur in einen Bereich mit höherer Temperatur übertragen werden kann, wenn
|
||||
keine Arbeit verrichtet wird.
|
||||
<br><br>
|
||||
<a href="WORT.HTM#Per"><b>Perpetuum mobile:</b></a><br>
|
||||
Der 2. Hauptsatz hat noch eine Bedeutung für die Thermodynamik. Eine Maschine, die unter Verletzung des 2.
|
||||
Hauptsatzes Arbeit verrichten würde, wird „Perpetuum mobile der 2. Art" genannt. Das wäre z.B. eine Wärmekraftmaschine,
|
||||
die Wärme aus einer kalten Umgebung entnehmen könnte, um in einer warmen Umgebung Arbeit zu verrichten.
|
||||
Laut dem 2.Hauptsatz ist dies aber unmöglich. Eine Maschine, die z.B. das Wärmereservoir der Meere in Arbeit
|
||||
umwandelt kann also nicht existieren.<br>
|
||||
Von <a href="WORT.HTM#Pla">Planck</a> kam der Vorschlag diese Tatsache <b>"das Verbot des Perpetuum moblie 2.Art"</b> zu nennen.
|
||||
<br>
|
||||
<br><br>
|
||||
<b>Geschichtliche Zitate:</b><br><br>
|
||||
Der Wissenschaflter <a href="WORT.HTM#Kel">Sir Kelvin</a> formulierte:<br>
|
||||
<i>"Es ist unmöglich, eine zyklisch arbeitende Maschine zu konstruieren, die keinen anderen
|
||||
Effekt hat, als die Entnahme von Wärme aus einem Behälter und die Verrichtung eines gleichen Betrages an Arbeit."
|
||||
</i><bR><br>
|
||||
<a href="WORT.HTM#Clau">R.J.E. Clausius</a>, 1854, Satz von der Vermehrung der Entropie:<br> <i>"Bei jedem
|
||||
natürlichen Vorgang nimmt die Entropie zu."</i><br>
|
||||
Außerdem stammt von ihm:<br>
|
||||
<i>"Es ist nicht möglich eine zyklisch arbeitende Maschine zu konstruieren, die keinen
|
||||
anderen Effekt produziert als die Übertragung von Wärme von einem kälteren auf einen wärmeren Körper."</i><br>
|
||||
und seine Zusammenfassung des 1. und 2. Hauptsatzes: <br><i>"Die Energie des Universums ist konstant, die Entropie des
|
||||
Universums strebt immer einem Maximum zu, der 1. Hauptsatz ist Energieerhaltungssatz und deshalb ein
|
||||
Symmetriegesetz. Der 2. ist kein Symmetriegesetz und er drückt ein Prinzip aus, das die Symmetrie des Weltalls
|
||||
sprengt, indem es eine bestimmte Richtung seiner Veränderung fordert."</i><br><br>
|
||||
<br><br>
|
||||
|
||||
<br><br>
|
||||
|
||||
|
||||
</div></font>
|
||||
</tr>
|
||||
</tr>
|
||||
<Tr><td>
|
||||
<center>
|
||||
<br>
|
||||
<table width=45% background=" ">
|
||||
|
||||
<tr>
|
||||
<td width=25%><center><a href="HS0.HTM" onMouseOut="swapImageRestore()" onMouseOver="swapImage('GayLussac','','GIF/0HS.GIF',0)"><img name="GayLussac" border="0" src="GIF/0HSOFF.GIF" width="50" height="50"></a> </td>
|
||||
<td width=25%><center><a href="HS1.HTM" onMouseOut="swapImageRestore()" onMouseOver="swapImage('Boyle_Geschichte','','GIF/1HS.GIF',0)"><img name="Boyle_Geschichte" border="0" src="GIF/12HSOFF.GIF" width="50" height="50"></a> </td>
|
||||
<td width=25%><center><img src="GIF/2HS.GIF" </td>
|
||||
<td width=25%><center><a href="HS3.HTM" onMouseOut="swapImageRestore()" onMouseOver="swapImage('BoyleGesetz','','GIF/3HS.GIF',0)"><img name="BoyleGesetz" border="0" src="GIF/3HSOFF.GIF" width="50" height="50"></a> </td>
|
||||
</tr>
|
||||
<Tr>
|
||||
<td width=12%><center><font size=-2 face="Arial, Helvetica">0. Hauptsatz</td>
|
||||
<td width=12%><center><font size=-2 face="Arial, Helvetica">1. Hauptsatz</td>
|
||||
<td width=12%><center><font size=-2 face="Arial, Helvetica" color="green">2. Hauptsatz</td>
|
||||
<td width=12%><center><font size=-2 face="Arial, Helvetica">3. Hauptsatz</td>
|
||||
</tr>
|
||||
</table>
|
||||
</center>
|
||||
</td>
|
||||
</tr>
|
||||
</table>
|
||||
<table width=90% background=" ">
|
||||
<tr>
|
||||
<td><br><br><br>
|
||||
<hr>
|
||||
<br>
|
||||
<center>
|
||||
<table width=40%>
|
||||
<tr>
|
||||
<td width=47%><font size=-2 face="Arial, Helvetica"><div align="right">Vorheriges Kapitel</div></font></td>
|
||||
<td width=6%><font size=-2 face="Arial, Helvetica"></td>
|
||||
<td width=47%><font size=-2 face="Arial, Helvetica">nächstes Kapitel</td>
|
||||
</tr>
|
||||
<tr>
|
||||
<td width=47%><a href="REAKTION.HTM" onMouseOut="swapImageRestore()" onMouseOver="swapImage('Grundlagen','','GIF/LINKS.GIF',0)"><img name="Grundlagen" border="0" src="GIF/LINKSOFF.GIF" width="40" height="15" alt="Reaktionstreibende Kräfte" align="right"></a></td>
|
||||
<td width=6%><a href="INHALT.HTM" onMouseOut="swapImageRestore()" onMouseOver="swapImage('Inhalt','','GIF/BALL.GIF',0)"><img name="Inhalt" border="0" src="GIF/BALLOFF.GIF" width="20" height="20" alt="Inhaltsverzeichnis"></a></td>
|
||||
<td width=47%><a href="ANHANG.HTM" onMouseOut="swapImageRestore()" onMouseOver="swapImage('Reaktion','','GIF/RECHTS.GIF',0)"><img name="Reaktion" border="0" src="GIF/RECHTSOF.GIF" width="40" height="15" alt="Anhang" align="left"></a></td>
|
||||
|
||||
</tr></table></center>
|
||||
</td></tr>
|
||||
</table>
|
||||
|
||||
<br>
|
||||
<table width=90% background=" ">
|
||||
<tr><td>
|
||||
<hr>
|
||||
<div align="right"><i><font size=-1>© by Yvonne Kristen</font><i></div>
|
||||
</tr></table>
|
||||
</div>
|
||||
|
||||
</td>
|
||||
<th width=10 background="GIF/RAND.GIF"><img src="GIF/10PTRANS.GIF"></th>
|
||||
</tr></table>
|
||||
|
||||
<table width="100%" border="0" height="34" cellpadding="0" cellspacing="0">
|
||||
<tr>
|
||||
<td background="JPG/SEITEN1.JPG" width=100%><img src="JPG/ENDE.JPG" width="122" height="34" border="0" vspace="0" hspace="0" align="left" USEMAP="#BildNr1"></td>
|
||||
<th width=10><img src="JPG/ECK2.JPG" width="10" height="34"></th>
|
||||
</tr>
|
||||
</table>
|
||||
|
||||
</body>
|
||||
</html>
|
BIN
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|
||||
function preloadImages()
|
||||
{
|
||||
var d = document;
|
||||
if (d.images)
|
||||
{
|
||||
if (!d.p)
|
||||
d.p = new Array();
|
||||
var i;
|
||||
var j = d.p.length
|
||||
var a = preloadImages.arguments;
|
||||
for (i = 0; i < a.length; i++)
|
||||
if (a[i].indexOf("#") != 0)
|
||||
{
|
||||
d.p[j] = new Image;
|
||||
d.p[j++].src = a[i];
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
function swapImageRestore()
|
||||
{
|
||||
var i;
|
||||
var x;
|
||||
var a = document.sr;
|
||||
for(i = 0; a && i < a.length && (x = a[i]) && x.oSrc; i++)
|
||||
x.src = x.oSrc;
|
||||
}
|
||||
|
||||
function findObject(n, d)
|
||||
{
|
||||
var p;
|
||||
var i;
|
||||
var x;
|
||||
if (!d)
|
||||
d = document;
|
||||
if ((p = n.indexOf("?")) > 0 && parent.frames.length)
|
||||
{
|
||||
d = parent.frames[n.substring(p + 1)].document;
|
||||
n = n.substring(0, p);
|
||||
}
|
||||
if (!(x = d[n]) && d.all)
|
||||
x = d.all[n];
|
||||
for (i = 0; !x && i < d.forms.length; i++)
|
||||
x = d.forms[i][n];
|
||||
for (i = 0; !x && d.layers && i < d.layers.length; i++)
|
||||
x = findObject(n, d.layers[i].document);
|
||||
return x;
|
||||
}
|
||||
|
||||
function swapImage()
|
||||
{
|
||||
var i;
|
||||
var j = 0;
|
||||
var x;
|
||||
var a = swapImage.arguments;
|
||||
document.sr = new Array;
|
||||
for(i = 0; i < (a.length - 2); i += 3)
|
||||
if ((x = findObject(a[i])) != null)
|
||||
{
|
||||
document.sr[j++] = x;
|
||||
if (!x.oSrc)
|
||||
x.oSrc = x.src;
|
||||
x.src = a[i + 2];
|
||||
}
|
||||
}
|
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Technologie u. Informatik/00_RAW/2018-01-18/2. Hauptsatz-Dateien/S.JPG
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196
Technologie u. Informatik/00_RAW/2018-01-18/2. Hauptsatz.HTM
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|
||||
<html><head>
|
||||
<meta http-equiv="content-type" content="text/html; charset=windows-1252">
|
||||
|
||||
<meta name="Author" content="Yvonne Kristen">
|
||||
|
||||
<title>2. Hauptsatz</title>
|
||||
|
||||
<script language="JavaScript" src="2.%20Hauptsatz-Dateien/ROLLOVER.JS"></script>
|
||||
|
||||
</head>
|
||||
|
||||
|
||||
<body vlink="#004000" topmargin="0" text="black" marginwidth="0" marginheight="0" link="#008000" leftmargin="0" alink="#008000">
|
||||
|
||||
|
||||
<table width="100%" cellspacing="0" cellpadding="0" height="34" border="0">
|
||||
<tbody><tr>
|
||||
<td width="100%" background="2.%20Hauptsatz-Dateien/SEITEN.GIF"><img src="2.%20Hauptsatz-Dateien/KOPF2.GIF" usemap="#BildNr1" width="437" vspace="0" hspace="0" height="34" border="0" align="left"></td>
|
||||
<th width="10"><img src="2.%20Hauptsatz-Dateien/ECK.GIF" width="10" height="34"></th>
|
||||
</tr>
|
||||
</tbody></table>
|
||||
|
||||
<map name="BildNr1">
|
||||
<area name="Periodensystem" coords="70,10,230,30" alt="Periodensystem" href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/PS/PS.HTM" onclick="window.open(this.href, 'Periodensystem', 'width=1020,height=480,toolbar=0,location=0,directories=0,status=0,menubar=0,scrollbars=0,resizable=0,copyhistory=0'); return false;">
|
||||
<area name="Inhalt" coords="245,10,426,30" alt="Inhalt" href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/INHALT.HTM">
|
||||
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|
||||
|
||||
<table width="100%" cellspacing="0" cellpadding="0" border="0">
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||||
<tbody><tr><td width="100%" background="2.%20Hauptsatz-Dateien/YRINGBI1.JPG">
|
||||
|
||||
<center><font size="-1">Seite - 21 -</font></center>
|
||||
<br><br>
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||||
<div align="right">
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||||
<table width="90%" background="2.%20Hauptsatz-Dateien/HS2.HTM"><tbody><tr><td>
|
||||
<font size="+3" face="Arial, Helvetica"><b>IV. Die Hauptsätze der Thermodynamik</b></font><b>
|
||||
</b></td></tr>
|
||||
|
||||
<tr><td><br><br><h2><font size="+2" face="Arial, Helvetica"><img src="2.%20Hauptsatz-Dateien/2HS.GIF"> 2. Hauptsatz</font></h2></td></tr>
|
||||
<tr><td><h3><font color="green" face="Arial, Helvetica">= Entropiesatz der Thermodynamik</font></h3></td></tr>
|
||||
<tr><td><font face="Arial, Helvetica"><div align="justify">
|
||||
Der <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/HS1.HTM">1. Hauptsatz</a> setzt durch die <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/WORT.HTM#Energie">Energie</a>erhaltung Grenzen, innerhalb derer ein
|
||||
<a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/DEF.HTM#therm">Prozeß</a> ablaufen muß. Es gibt jedoch
|
||||
Prozesse, die den Energieerhaltungssatz nicht verletzen würden, aber in der Natur nicht vorkommen. Bringt man z.B.
|
||||
eine 300K warme Kugel in ein Gefäß mit 275K kaltem Wasser, so fließt solange <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/WORT.HTM#Waerme">Wärme</a> zum Wasser, bis beide
|
||||
die gleiche <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/WORT.HTM#Temp">Temperatur</a> haben:<br>
|
||||
<center><img src="2.%20Hauptsatz-Dateien/KLAT.JPG"></center><br>
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||||
Es ist aber noch nie passiert, daß Wärme vom Kälteren zum Wärmeren fließt, was den
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||||
Temperaturunterschied noch vergrößern würde. Die 300K warme Kugel wird nicht auf 400K aufgeheizt, während das
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Wasser auf 175 abkühlen müßte:<br>
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||||
<center><img src="2.%20Hauptsatz-Dateien/KLAT2.JPG"></center><br>
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||||
Als weiteres Beispiel kann man eine Teigkugel betrachten, die auf ein Brett fällt:<br>
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||||
<center><img src="2.%20Hauptsatz-Dateien/BRETT.GIF"></center><br>
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<center><font size="-2" face="Arial; Helvetica"><b>Abb.50</b></font></center><br>
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||||
Durch den Aufprall erwärmt sich die Kugel (von 293 K auf 298 K).<br>
|
||||
Es ist aber noch nie passiert, daß eine Teigkugel unter Abkühlung plötzlich nach oben springt:<br>
|
||||
<center><img src="2.%20Hauptsatz-Dateien/BRETT2.GIF"></center><br>
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||||
<center><font size="-2" face="Arial; Helvetica"><b>Abb.51</b></font></center><br>
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||||
Das würde aber nicht dem 1. Hauptsatz widersprechen, da dieser nur aussagt, daß die Summe der Energien
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||||
immer gleich sein muß, und das wäre sie bei einem solchen Vorgang.<br>
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||||
Um eine Aussage machen zu können, in welche Richtung ein Vorgang abläuft, wird eine Gleichung benötigt, die sich
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||||
nur auf den Anfangszustand eines <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/DEF.HTM#Sys">Systems</a>
|
||||
und den darauf ausgeübten Zwang bezieht. <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/DEF.HTM#iso">Isolierte Systeme</a> streben immer dem
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||||
<a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/DEF.HTM#Gl">Gleichgewicht</a> zu. Dabei muss eine Größe die Antriebskraft sein. 1850 wurde sie
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||||
von <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/WORT.HTM#Clau">Clausius</a> die <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/ENTROPIE.HTM">Entropie</a> S genannt. Der
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||||
1. Hauptsatz beschreibt die Energiefunktion U und der 2. die Entropiefunktion. Genauso wie die innere Energie U
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||||
ist auch der 2. Hauptsatz eine Zustandsfunktion.
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<br><br>
|
||||
Die Gesamtentropie in einem isolierten System kann nie kleiner werden, d.h. sie kann nur größer werden oder
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||||
gleich bleiben. Ein System kann sich nicht mehr verändern, wenn die Entropie ihren
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Maximalwert erreicht hat, das System befindet dann sich im Gleichgewicht.<br>
|
||||
|
||||
In einem <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/DEF.HTM#gesch">geschlossenen System</a> das im Gleichgewicht steht gilt: <br>
|
||||
<center><img src="2.%20Hauptsatz-Dateien/S.JPG"></center><br>
|
||||
Solch eine Reaktion muß unter totaler <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/WORT.HTM#reve">Reversibilität</a> ablaufen. Totale Reversibilität heißt, daß die Reaktion
|
||||
unendlich langsam verlaufen muß, damit immer überall gleiche <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/WORT.HTM#Temp">Temperatur</a> und
|
||||
<a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/WORT.HTM#Dru">Drücke</a> herrschen. Beispielsweise wirbeln <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/WORT.HTM#Gas">Gas</a>moleküle
|
||||
in einem Gas, das expandiert wird, durcheinander und bilden Turbulenzen, sodaß die exakte Umkehr dieses
|
||||
Prozesses unmöglich ist. Expandiert man dagegen unendlich langsam, sodaß sich keine Turbulenzen o.ä. bilden, dann
|
||||
ist die Umkehr schon eher möglich.<br>
|
||||
Daran kann man sehen, daß eine reversible Reaktion einen Idealfall darstellt, der zwar manchmal fast
|
||||
erreicht wird, aber in der Realität nie ganz erreicht werden kann.<br>
|
||||
Theoretisch wird die Reverisbilität jedoch behandelt. Man sagt, daß in einem geschlossenen System, in dem die
|
||||
Temperatur und der Druck gleich bleiben, ein spontaner reversibler Ablauf folgende Entropieänderung hat:<br><br>
|
||||
<center><img src="2.%20Hauptsatz-Dateien/2HS1.JPG"></center><br><br>
|
||||
Bei der Temperatur T nimmt das System die Wärmemenge Q<sub>rev.</sub> (=Wärmemenge bei reversiblem Prozeß) auf.<br>
|
||||
Daraus folgt, daß die Entropieänderung der Umgebung sich wie folgt definiert:<br>
|
||||
<center><img src="2.%20Hauptsatz-Dateien/UMGEBUNG.JPG"></center><br>
|
||||
Alle Vorgänge können entweder als reversibel oder als <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/WORT.HTM#irre">irreversibel</a> eingeordnet werden. Irreversibel bedeutet, daß
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||||
der genaue Ablauf des Prozesses nicht mehr exakt umkehrbar ist. Bei diesen Vorgängen muß die Entropie immer
|
||||
zunehmen, deswegen ist ihre Änderung wie folgt definiert :<br><br>
|
||||
<center><img src="2.%20Hauptsatz-Dateien/2HS2.JPG"></center><br><br>
|
||||
In einem geschlossenen System muß die Summe der Entropien des Systems und der Umgebung kleiner als 0 sein:<br>
|
||||
<center><img src="2.%20Hauptsatz-Dateien/S2.JPG"></center><br>
|
||||
<br>
|
||||
Der 2. Hauptsatz beschreibt die Richtung der Energieumwandlung. Wenn man z. B. einen fest verschlossenen
|
||||
Behälter betrachtet, in dem zwei Gase eingeschlossen sind, dann werden sich diese Gase mit der Zeit
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||||
gleichmäßig durchmischen, d.h. einen Zustand größerer Unordnung und damit größerer Entropie einnehmen.
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||||
Der Zustand größerer Entropie ist also der wahrscheinlichere Zustand. Aus dem 2. Hauptsatz folgt, daß Wärme nicht
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||||
von einem Bereich mit niedriger Temperatur in einen Bereich mit höherer Temperatur übertragen werden kann, wenn
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||||
keine Arbeit verrichtet wird.
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<br><br>
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<a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/WORT.HTM#Per"><b>Perpetuum mobile:</b></a><br>
|
||||
Der 2. Hauptsatz hat noch eine Bedeutung für die Thermodynamik. Eine Maschine, die unter Verletzung des 2.
|
||||
Hauptsatzes Arbeit verrichten würde, wird „Perpetuum mobile der 2. Art" genannt. Das wäre z.B. eine Wärmekraftmaschine,
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||||
die Wärme aus einer kalten Umgebung entnehmen könnte, um in einer warmen Umgebung Arbeit zu verrichten.
|
||||
Laut dem 2.Hauptsatz ist dies aber unmöglich. Eine Maschine, die z.B. das Wärmereservoir der Meere in Arbeit
|
||||
umwandelt kann also nicht existieren.<br>
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||||
Von <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/WORT.HTM#Pla">Planck</a> kam der Vorschlag diese Tatsache <b>"das Verbot des Perpetuum moblie 2.Art"</b> zu nennen.
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||||
<br>
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<br><br>
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||||
<b>Geschichtliche Zitate:</b><br><br>
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||||
Der Wissenschaflter <a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/WORT.HTM#Kel">Sir Kelvin</a> formulierte:<br>
|
||||
<i>"Es ist unmöglich, eine zyklisch arbeitende Maschine zu konstruieren, die keinen anderen
|
||||
Effekt hat, als die Entnahme von Wärme aus einem Behälter und die Verrichtung eines gleichen Betrages an Arbeit."
|
||||
</i><br><br>
|
||||
<a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/WORT.HTM#Clau">R.J.E. Clausius</a>, 1854, Satz von der Vermehrung der Entropie:<br> <i>"Bei jedem
|
||||
natürlichen Vorgang nimmt die Entropie zu."</i><br>
|
||||
Außerdem stammt von ihm:<br>
|
||||
<i>"Es ist nicht möglich eine zyklisch arbeitende Maschine zu konstruieren, die keinen
|
||||
anderen Effekt produziert als die Übertragung von Wärme von einem kälteren auf einen wärmeren Körper."</i><br>
|
||||
und seine Zusammenfassung des 1. und 2. Hauptsatzes: <br><i>"Die Energie des Universums ist konstant, die Entropie des
|
||||
Universums strebt immer einem Maximum zu, der 1. Hauptsatz ist Energieerhaltungssatz und deshalb ein
|
||||
Symmetriegesetz. Der 2. ist kein Symmetriegesetz und er drückt ein Prinzip aus, das die Symmetrie des Weltalls
|
||||
sprengt, indem es eine bestimmte Richtung seiner Veränderung fordert."</i><br><br>
|
||||
<br><br>
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||||
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||||
<br><br>
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||||
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||||
|
||||
</div></font>
|
||||
</td></tr>
|
||||
|
||||
<tr><td>
|
||||
<center>
|
||||
<br>
|
||||
<table width="45%" background="2.%20Hauptsatz-Dateien/HS2.HTM">
|
||||
|
||||
<tbody><tr>
|
||||
<td width="25%"><center><a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/HS0.HTM" onmouseout="swapImageRestore()" onmouseover="swapImage('GayLussac','','GIF/0HS.GIF',0)"><img name="GayLussac" src="2.%20Hauptsatz-Dateien/0HSOFF.GIF" width="50" height="50" border="0"></a> </center></td>
|
||||
<td width="25%"><center><a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/HS1.HTM" onmouseout="swapImageRestore()" onmouseover="swapImage('Boyle_Geschichte','','GIF/1HS.GIF',0)"><img name="Boyle_Geschichte" src="2.%20Hauptsatz-Dateien/12HSOFF.GIF" width="50" height="50" border="0"></a> </center></td>
|
||||
<td width="25%"><center><img src="2.%20Hauptsatz-Dateien/2HS.GIF" <="" td="">
|
||||
</center></td><td width="25%"><center><a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/HS3.HTM" onmouseout="swapImageRestore()" onmouseover="swapImage('BoyleGesetz','','GIF/3HS.GIF',0)"><img name="BoyleGesetz" src="2.%20Hauptsatz-Dateien/3HSOFF.GIF" width="50" height="50" border="0"></a> </center></td>
|
||||
</tr>
|
||||
<tr>
|
||||
<td width="12%"><center><font size="-2" face="Arial, Helvetica">0. Hauptsatz</font></center></td>
|
||||
<td width="12%"><center><font size="-2" face="Arial, Helvetica">1. Hauptsatz</font></center></td>
|
||||
<td width="12%"><center><font size="-2" color="green" face="Arial, Helvetica">2. Hauptsatz</font></center></td>
|
||||
<td width="12%"><center><font size="-2" face="Arial, Helvetica">3. Hauptsatz</font></center></td>
|
||||
</tr>
|
||||
</tbody></table>
|
||||
</center>
|
||||
</td>
|
||||
</tr>
|
||||
</tbody></table>
|
||||
<table width="90%" background="2.%20Hauptsatz-Dateien/HS2.HTM">
|
||||
<tbody><tr>
|
||||
<td><br><br><br>
|
||||
<hr>
|
||||
<br>
|
||||
<center>
|
||||
<table width="40%">
|
||||
<tbody><tr>
|
||||
<td width="47%"><font size="-2" face="Arial, Helvetica"><div align="right">Vorheriges Kapitel</div></font></td>
|
||||
<td width="6%"><font size="-2" face="Arial, Helvetica"></font></td>
|
||||
<td width="47%"><font size="-2" face="Arial, Helvetica">nächstes Kapitel</font></td>
|
||||
</tr>
|
||||
<tr>
|
||||
<td width="47%"><a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/REAKTION.HTM" onmouseout="swapImageRestore()" onmouseover="swapImage('Grundlagen','','GIF/LINKS.GIF',0)"><img name="Grundlagen" src="2.%20Hauptsatz-Dateien/LINKSOFF.GIF" alt="Reaktionstreibende Kräfte" width="40" height="15" border="0" align="right"></a></td>
|
||||
<td width="6%"><a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/INHALT.HTM" onmouseout="swapImageRestore()" onmouseover="swapImage('Inhalt','','GIF/BALL.GIF',0)"><img name="Inhalt" src="2.%20Hauptsatz-Dateien/BALLOFF.GIF" alt="Inhaltsverzeichnis" width="20" height="20" border="0"></a></td>
|
||||
<td width="47%"><a href="https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/thermodynamik/INHALT/ANHANG.HTM" onmouseout="swapImageRestore()" onmouseover="swapImage('Reaktion','','GIF/RECHTS.GIF',0)"><img name="Reaktion" src="2.%20Hauptsatz-Dateien/RECHTSOF.GIF" alt="Anhang" width="40" height="15" border="0" align="left"></a></td>
|
||||
|
||||
</tr></tbody></table></center>
|
||||
</td></tr>
|
||||
</tbody></table>
|
||||
|
||||
<br>
|
||||
<table width="90%" background="2.%20Hauptsatz-Dateien/HS2.HTM">
|
||||
<tbody><tr><td>
|
||||
<hr>
|
||||
<div align="right"><i><font size="-1">© by Yvonne Kristen</font><i></i></i></div><i><i>
|
||||
</i></i></td></tr></tbody></table>
|
||||
</div>
|
||||
|
||||
</td>
|
||||
<th width="10" background="2.%20Hauptsatz-Dateien/RAND.GIF"><img src="2.%20Hauptsatz-Dateien/10PTRANS.GIF"></th>
|
||||
</tr></tbody></table>
|
||||
|
||||
<table width="100%" cellspacing="0" cellpadding="0" height="34" border="0">
|
||||
<tbody><tr>
|
||||
<td width="100%" background="2.%20Hauptsatz-Dateien/SEITEN1.JPG"><img src="2.%20Hauptsatz-Dateien/ENDE.JPG" usemap="#BildNr1" width="122" vspace="0" hspace="0" height="34" border="0" align="left"></td>
|
||||
<th width="10"><img src="2.%20Hauptsatz-Dateien/ECK2.JPG" width="10" height="34"></th>
|
||||
</tr>
|
||||
</tbody></table>
|
||||
|
||||
|
||||
</body></html>
|
1
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|
||||
<html>
|
||||
<head>
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||||
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||||
<meta name="Author" content="Yvonne Kristen">
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<title>3. Hauptsatz</title>
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<script language="JavaScript" src="JS/ROLLOVER.JS"></script>
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||||
</head>
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||||
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||||
<body text="black" leftMargin=0 topMargin=0 marginHeight=0 marginWidth=0 alink=#008000 link=#008000 vlink=#004000>
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||||
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||||
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||||
<table width="100%" border="0" height="34" cellpadding="0" cellspacing="0">
|
||||
<tr>
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||||
<td background="GIF/SEITEN.GIF" width=100%><img src="GIF/KOPF2.GIF" width="437" height="34" border="0" vspace="0" hspace="0" align="left" USEMAP="#BildNr1"></td>
|
||||
<th width=10><img src="GIF/ECK.GIF" width="10" height="34"></th>
|
||||
</tr>
|
||||
</table>
|
||||
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||||
<MAP NAME="BildNr1">
|
||||
<area name="Periodensystem" coords="70,10,230,30" alt="Periodensystem" href="PS/PS.HTM" onClick="window.open(this.href, 'Periodensystem', 'width=1020,height=480,toolbar=0,location=0,directories=0,status=0,menubar=0,scrollbars=0,resizable=0,copyhistory=0'); return false;">
|
||||
<AREA name="Inhalt" COORDS="245,10,426,30" alt="Inhalt" href="INHALT.HTM" >
|
||||
</map>
|
||||
|
||||
<table width=100% cellpadding=0 cellspacing=0 border="0">
|
||||
<tr><td background="JPG/YRINGBI1.JPG" width=100%>
|
||||
|
||||
<center><font size=-1>Seite - 22 -</font></center>
|
||||
<br><br>
|
||||
<div align="right">
|
||||
<table width=90% background=" "><tr><td>
|
||||
<font size=+3 face="Arial, Helvetica"><b>IV. Die Hauptsätze der Thermodynamik</b></font></tr>
|
||||
|
||||
|
||||
<tr><td><br><br><h2><img src="GIF/3HS.GIF"><font face="Arial, Helvetica"> 3. Hauptsatz</font></h2></tr>
|
||||
<tr><td><h3><font face="Arial, Helvetica" color="green">= <a href="WORT.HTM#Nernst">Nernst</a>sches <a href="WORT.HTM#Waerme">Wärme</a>theorem</font></h3></tr>
|
||||
<tr><td><br><font face="Arial, Helvetica"><div align="justify">
|
||||
Der 3. Hauptsatz wurde 1906 von <a href="WORT.HTM#Nernst">Walter Nernst</a> aufgestellt. Er entdeckte ihn, während er
|
||||
<a href="ENTROPIE.HTM">Entropien</a> in der Nähe des <a href="WORT.HTM#Null">absoluten Nullpunkts</a>
|
||||
untersuchte. Da in einem perfekten
|
||||
Kristall am absoluten Nullpunkt keine Teilchen mehr schwingen können, kann es auch keine
|
||||
Entropieänderungen mehr geben.
|
||||
Dies gilt aber nur für perfekte Einkristalle, die unendlich ausgedehnt sind. Sobald die
|
||||
Gitterstruktur einen Fehler aufweist, oder eine Bruchstelle hat,
|
||||
gibt es wieder Unregelmäßigkeiten da nichtmehr jedes Teilchen exakt die gleiche Umgebung
|
||||
besitzt. Teilchen 1 hat z.B. eine andere Umgebung als Teilchen 2:<br><br>
|
||||
<center><img src="JPG/EINKRIST.JPG"></center><br>
|
||||
Daraus folgt, daß es Orte mit höherer Entropie, da die Unordnung dort größer ist
|
||||
und solche mit niedriger Entropie gibt. Teilchen 2 z.B. hat mehr Schwingungsmöglichkeiten als
|
||||
Teilchen 1:<br>
|
||||
<center><img src="JPG/EINKRIS2.JPG"></center><br>
|
||||
Der perfekte Kristall ist nur ein theoretischer Zustand, denn ein Stoff friert sehr oft gerade
|
||||
so ein, wie er im Flüssigen durchgemischt vorliegt. Außerdem ist es nicht wirklich möglich
|
||||
einen Kristall zu erhalten, der unendlich ausgedehnt ist und keinerlei Fehler aufweist.
|
||||
Also kann die Entropie nie wirklich Null sein. Der Grenzwert der Entropie bei der <a href="WORT.HTM#abso">absoluten
|
||||
Temperatur</a> von 0 <a href="WORT.HTM#Kelv">K</a> ist für jeden Reinstoff mit
|
||||
perfekter Kristallstruktur :<br><br>
|
||||
<center><img src="JPG/3HS.JPG"></center><br>
|
||||
In Worten ausgedrückt bedeutet dies:<br><i>
|
||||
Es ist unmöglich durch irgendeinen <a href="DEF.HTM#therm">Prozeß</a> mit einer endlichen Zahl von Einzelschritten, die
|
||||
Temperatur eines Systems auf den <a href="WORT.HTM#abso">absoluten Nullpunkt</a> von 0 K (=Kelvin)
|
||||
zu senken </i>(bisher tiefste erreichte Temperatur = 2*10<sup>-5</sup>K).<br>
|
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Durch dieses Gesetz kann man allerdings nicht den absoluten Entropiewert am Nullpunkt sagen, nur,
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daß die <b>Änderung</b> Null ist. 1912 wurde jedoch von <a href="WORT.HTM#Pla">Max Planck</a> vorgeschlagen
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willkürlich der Entropie am absoluten Nullpunkt den Wert Null zuzuteilen. Dadurch wurde es
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möglich, Entropien an anderen Punkten zu messen, wenn man als
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Bezugszustand den absoluten Nullpunkt wählt.
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<br>Der <a href="HS2.HTM">2. Hauptsatz</a> sieht die Existenz einer <a href="WORT.HTM#Skala">absoluten Temperaturskala</a>
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einschließlich eines
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absoluten Temperaturnullpunkts vor. Der 3. Hauptsatz der Thermodynamik besagt, daß der absolute
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Nullpunkt der Temperatur durch keinen Prozeß mit einer begrenzten Anzahl von Schritten erreicht
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werden kann. Man kann sich dem absoluten Nullpunkt beliebig nähern, ihn aber nie
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erreichen.<br>
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<b>Zitate von Wissenschaftlern:</b><br>
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Planck:<i> "Am <a href="WORT.HTM#abso">absoluten Nullpunkt</a> verschwinden die Entropien aller in einem
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inneren <a href="DEF.HTM#Gl">Gleichgewichtszustand</a> befindlichen reinen Stoffe".</i><br><br>
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G.N.Lewis und M.Randall (1923 in thermodynamics and the free energy of chemical substances): <i>"Wenn man die
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Entopie der Elemente in irgendeinem kristallinen Zustand beim
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absoluten Nullpunkt der Temperatur gleich Null setzt, dann hat jeder Stoff eine bestimmte positive Entropie.
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Am absoluten Nullpunkt der Temperatur kann die Entropie den Wert 0 annehmen, sie tut dies bei völlig geordneten,
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perfekten Kristallen"</i><br><br>
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</div></font>
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<table width=45% background=" ">
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<td width=25%><center><a href="HS0.HTM" onMouseOut="swapImageRestore()" onMouseOver="swapImage('GayLussac','','GIF/0HS.GIF',0)"><img name="GayLussac" border="0" src="GIF/0HSOFF.GIF" width="50" height="50"></a> </td>
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<td width=25%><center><a href="HS1.HTM" onMouseOut="swapImageRestore()" onMouseOver="swapImage('Boyle_Geschichte','','GIF/1HS.GIF',0)"><img name="Boyle_Geschichte" border="0" src="GIF/12HSOFF.GIF" width="50" height="50"></a> </td>
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<td width=25%><center><a href="HS2.HTM" onMouseOut="swapImageRestore()" onMouseOver="swapImage('BoyleGesetz','','GIF/2HS.GIF',0)"><img name="BoyleGesetz" border="0" src="GIF/2HSOFF.GIF" width="50" height="50"></a> </td>
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<td width=25%><center><img src="GIF/3HS.GIF" </td>
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</tr>
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<Tr>
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<td width=12%><center><font size=-2 face="Arial, Helvetica">0. Hauptsatz</td>
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<td width=12%><center><font size=-2 face="Arial, Helvetica">1. Hauptsatz</td>
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<td width=12%><center><font size=-2 face="Arial, Helvetica">2. Hauptsatz</td>
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<td width=12%><center><font size=-2 face="Arial, Helvetica" color="green">3. Hauptsatz</td>
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</tr>
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</table>
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</center>
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</td>
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</tr>
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</table>
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<table width=90% background=" ">
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<tr>
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<table width=40%>
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<tr>
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<td width=47%><font size=-2 face="Arial, Helvetica"><div align="right">Vorheriges Kapitel</div></font></td>
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<td width=6%><font size=-2 face="Arial, Helvetica"></td>
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<td width=47%><font size=-2 face="Arial, Helvetica">nächstes Kapitel</td>
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</tr>
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<tr>
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<td width=47%><a href="REAKTION.HTM" onMouseOut="swapImageRestore()" onMouseOver="swapImage('Grundlagen','','GIF/LINKS.GIF',0)"><img name="Grundlagen" border="0" src="GIF/LINKSOFF.GIF" width="40" height="15" alt="Reaktionstreibende Kräfte" align="right"></a></td>
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||||
<td width=6%><a href="INHALT.HTM" onMouseOut="swapImageRestore()" onMouseOver="swapImage('Inhalt','','GIF/BALL.GIF',0)"><img name="Inhalt" border="0" src="GIF/BALLOFF.GIF" width="20" height="20" alt="Inhaltsverzeichnis"></a></td>
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||||
<td width=47%><a href="ANHANG.HTM" onMouseOut="swapImageRestore()" onMouseOver="swapImage('Reaktion','','GIF/RECHTS.GIF',0)"><img name="Reaktion" border="0" src="GIF/RECHTSOF.GIF" width="40" height="15" alt="Anhang" align="left"></a></td>
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</tr></table></center>
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</td></tr>
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</table>
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<table width=90% background=" ">
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<div align="right"><i><font size=-1>© by Yvonne Kristen</font><i></div>
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</tr></table>
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</div>
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</td>
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<th width=10 background="GIF/RAND.GIF"><img src="GIF/10PTRANS.GIF"></th>
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</tr></table>
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<table width="100%" border="0" height="34" cellpadding="0" cellspacing="0">
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<tr>
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<td background="JPG/SEITEN1.JPG" width=100%><img src="JPG/ENDE.JPG" width="122" height="34" border="0" vspace="0" hspace="0" align="left" USEMAP="#BildNr1"></td>
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<th width=10><img src="JPG/ECK2.JPG" width="10" height="34"></th>
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</tr>
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</table>
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</body>
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</html>
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