Hauptsätze der Thermodynamik: Geschichte ihrer Formulierung und Aussagen

Hauptsätze der Thermodynamik:

Geschichte ihrer Formulierungund Aussagen

Gliederung

1. Wortlaut2. historische Hintergründe3. Aussagen und Anwendung

1. Hauptsatz 2. Hauptsatz 3. Hauptsatz

1. Hauptsatz 2. Hauptsatz 3. Hauptsatz

U = W + Q

Formulierung des 1. Hauptsatzes:

Die von einem System mit seiner Umgebung ausgetauschten Summe von Arbeit und Wärme ist gleich der Änderung der Inneren Energie des

Systems.

Erhaltung der Energie

1. Hauptsatz 2. Hauptsatz 3. Hauptsatz

Vorwissen aus der Mechanik:

E = 0E = max.kin

pot

E = max.E = 0kin

pot

E + E = const.kinpot

1. Hauptsatz 2. Hauptsatz 3. Hauptsatz

Wichtige, an der Formulierungbeteiligte Personen:

- Julius Robert Mayer

- James Prescott Joule

- Hermann L. F. von Helmholtz

1. Hauptsatz 2. Hauptsatz 3. Hauptsatz

Bedeutung des 1. Hauptsatzes

- Verbot eine perpetuum mobile 1. Art

- Der Carnotsche Kreisprozess

p

V

Thermostat

adiapatisch

isotherm

p

V

adiabatisch

isotherm

1. Hauptsatz 2. Hauptsatz 3. Hauptsatz

Der Carnotsche Kreisprozess

Wärme-kraft-maschine

Wärme-pumpe

T1

T2

QT2

W

QT1

T1

T2

W

QT1

QT2

1. Hauptsatz 2. Hauptsatz 3. Hauptsatz

Formulierung des 2. Hauptsatzes

In einem energetisch und stofflich abgeschlossenen Reaktionsraum

können nur Vorgänge ablaufen, bei denen die Entropie wächst. Ein solches

System strebt einem Zustand maximaler Entropie, also maximaler

Unordnung entgegen.

1. Hauptsatz 2. Hauptsatz 3. Hauptsatz

Geschichte des 2. Hauptsatzes

- Sadi Carnot

- Rudolf Clausius

1. Hauptsatz 2. Hauptsatz 3. Hauptsatz

Bedeutung des 2. Hauptsatzes

-Verbot eines perpetuum mobile 2. Art

- Einführung der Entropie

1. Hauptsatz 2. Hauptsatz 3. Hauptsatz

Der Maxwellsche Dämon

Wärmekraftmaschine

1. Hauptsatz 2. Hauptsatz 3. Hauptsatz

Formulierung des 3. Hauptsatzes

lim S = 0T 0

Am absoluten Nullpunkt ist die Entropie einer idealen, kristallinen Substanz null.

Entwicklung des 3. Hauptsatzes

1. Hauptsatz 2. Hauptsatz 3. Hauptsatz

Walther Nernst

Naturwissenschaftliche Arbeitsweise

Gesetz

Naturgesetz

Hypothese

IntuitionKreativitä

tPhantasie1 2

Experiment

Rechtfertigung

Theorie

Einzelbeobachtungen

(Induktionsbasis)