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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)
