Das Buch "Einführung in die Thermodynamik" richtet sich vorrangig an Studenten der Ingenieurswissenschaft und ist darauf abgestimmt, die angesprochene Thematik innerhalb eines Semesters zu vermitteln. Dabei wird die Historie der Thermodynamik angesprochen und die mathematischen Herleitungen der betrachteten Hauptsätze gezeigt. Die faktisch unübersehbare Vielfalt, die mit der Thermodynamik verbunden ist, erforderte naturgemäß eine Spezifizierung der Stoffauswahl, insbesondere bei der begrenzten Zeit eines Semesters.
Im Einzelnen waren hierfür besonders folgende Überlegungen leitend: Bekanntlich ruht die Thermodynamik auf den Säulen der vier Hauptsätze. Ohne ein grundlegendes Verständnis dieser Begriffe ist ein echter Zugang zur Thermodynamik nicht möglich. Deshalb wird die Entwicklung derselben, insbesondere die ersten beiden Hauptsätze, ausführlicher dargestellt. Als exemplarische Anwendungen werden die Verflüssigung von Gasen nach van der Waals sowie das Massenwirkungsgesetz von Guldberg und Waage behandelt.
Inhaltsverzeichnis
- 0. ZUR BEDEUTUNG DER THERMODYNAMIK
- 1. GRUNDBEGRIFFE DER MOLEKULARMECHANIK
- 2. DER NULLTE HAUPTSATZ
- 3. DAS IDEALE GAS
- 4. DER ERSTE HAUPTSATZ
- 5. DER ZWEITE HAUPTSATZ
- 6. DER DRITTE HAUPTSATZ
- 7. THERMODYNAMISCHE POTENTIALE UND GLEICHGEWICHTSBEDINGUNGEN
- 8. DAS VAN DER WAALS'SCHE GAS
- 9. DAS MASSENWIRKUNGSGESETZ VON GULDBERG UND WAAGE
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Monographie dient als Einführung in die Thermodynamik und basiert auf Vorlesungen an der Dualen Hochschule Baden-Württemberg. Ziel ist es, ein grundlegendes Verständnis der vier Hauptsätze der Thermodynamik zu vermitteln und exemplarische Anwendungen zu präsentieren. Der Fokus liegt auf einer verständlichen Darstellung, die unterschiedliche mathematische Vorkenntnisse der Studierenden berücksichtigt.
- Die vier Hauptsätze der Thermodynamik
- Exemplarische Anwendungen der Thermodynamik
- Verflüssigung von Gasen nach van der Waals
- Massenwirkungsgesetz von Guldberg und Waage
- Die Bedeutung der logischen Struktur hinter technischen Anwendungen
Zusammenfassung der Kapitel
0. ZUR BEDEUTUNG DER THERMODYNAMIK: Dieses einleitende Kapitel betont die fundamentale Bedeutung der Thermodynamik und deren Anwendung in verschiedenen Bereichen. Es unterstreicht die Notwendigkeit eines soliden Verständnisses der grundlegenden Prinzipien, um die Weiterentwicklungen im Bereich der Technik zu verstehen und zu beurteilen.
1. GRUNDBEGRIFFE DER MOLEKULARMECHANIK: Dieses Kapitel legt die molekulare Grundlage für das Verständnis der Thermodynamik. Es erläutert die fundamentalen Konzepte der Molekularmechanik und deren Relevanz für die Beschreibung thermodynamischer Systeme. Die Erklärung dieser Konzepte dient als Basis für das Verständnis der folgenden Kapitel.
2. DER NULLTE HAUPTSATZ: Das Kapitel erläutert den nullten Hauptsatz der Thermodynamik, der die Grundlage für die Definition der Temperatur bildet. Es wird die Bedeutung des thermischen Gleichgewichts und die Möglichkeit der Temperaturmessung detailliert besprochen. Dieses Kapitel legt ein wichtiges Fundament für spätere Kapitel.
3. DAS IDEALE GAS: Dieses Kapitel behandelt das Modell des idealen Gases, ein vereinfachtes, aber dennoch sehr nützliches Modell für die Beschreibung von Gasen unter bestimmten Bedingungen. Es beschreibt die Zustandsgleichung des idealen Gases und leuchtet die Einschränkungen und Anwendbarkeit dieses Modells aus. Das Kapitel bildet die Grundlage für spätere, komplexere Modelle.
4. DER ERSTE HAUPTSATZ: Das Kapitel behandelt den ersten Hauptsatz der Thermodynamik, der den Energieerhaltungssatz für thermodynamische Systeme formuliert. Es erklärt die Konzepte von innerer Energie, Wärme und Arbeit und deren Beziehungen zueinander. Die Bedeutung des ersten Hauptsatzes für alle thermodynamischen Prozesse wird hervorgehoben.
5. DER ZWEITE HAUPTSATZ: Hier wird der zweite Hauptsatz der Thermodynamik ausführlich behandelt, der die Richtung von irreversiblen Prozessen beschreibt. Konzepte wie Entropie und ihre Bedeutung für die Richtung von Zustandsänderungen werden eingehend erläutert. Der Zusammenhang zwischen dem zweiten Hauptsatz und der Richtung der Zeit wird thematisiert.
6. DER DRITTE HAUPTSATZ: Dieses Kapitel behandelt den dritten Hauptsatz der Thermodynamik, der sich auf das Verhalten von Systemen bei absoluten Nullpunkt bezieht. Die Bedeutung des dritten Hauptsatzes für die Berechnung von absoluten Entropiewerten und dessen Implikationen für die Thermodynamik werden erläutert.
7. THERMODYNAMISCHE POTENTIALE UND GLEICHGEWICHTSBEDINGUNGEN: Dieses Kapitel erörtert verschiedene thermodynamische Potentiale und deren Bedeutung für die Bestimmung von Gleichgewichtsbedingungen. Es werden die Beziehungen zwischen verschiedenen Potentialen und deren Anwendung zur Vorhersage von Gleichgewichtszuständen erklärt.
8. DAS VAN DER WAALS'SCHE GAS: Das Kapitel stellt ein realistischers Modell für Gase vor, das Van-der-Waals-Gas. Im Gegensatz zum idealen Gas berücksichtigt es die Wechselwirkungen zwischen den Gasmolekülen. Die Modifikationen der Zustandsgleichung werden ausführlich besprochen und deren Auswirkungen diskutiert.
9. DAS MASSENWIRKUNGSGESETZ VON GULDBERG UND WAAGE: Dieses Kapitel beschreibt das Massenwirkungsgesetz, ein grundlegendes Prinzip der chemischen Kinetik, das die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen beschreibt. Die Anwendung des Gesetzes in Zusammenhang mit thermodynamischen Prinzipien wird detailliert erläutert.
Schlüsselwörter
Thermodynamik, Hauptsätze der Thermodynamik, ideales Gas, van-der-Waals-Gas, Massenwirkungsgesetz, Entropie, thermodynamische Potentiale, Gleichgewichtsbedingungen, Molekularmechanik, Energieerhaltung.
Häufig gestellte Fragen (FAQ) zu "Einführung in die Thermodynamik"
Was ist der Inhalt dieser Monographie?
Diese Monographie bietet eine umfassende Einführung in die Thermodynamik. Sie beinhaltet ein Inhaltsverzeichnis, die Zielsetzung und Themenschwerpunkte, Zusammenfassungen der einzelnen Kapitel und Schlüsselbegriffe. Der Fokus liegt auf den vier Hauptsätzen der Thermodynamik und deren Anwendung, inklusive der Betrachtung des idealen und des van-der-Waals-Gases sowie des Massenwirkungsgesetzes.
Welche Themen werden in der Monographie behandelt?
Die Monographie behandelt die vier Hauptsätze der Thermodynamik, das ideale Gas, das van-der-Waals-Gas, das Massenwirkungsgesetz von Guldberg und Waage, thermodynamische Potentiale, Gleichgewichtsbedingungen und die grundlegenden Konzepte der Molekularmechanik. Die Bedeutung der logischen Struktur hinter technischen Anwendungen wird ebenfalls thematisiert.
Für wen ist diese Monographie geeignet?
Diese Monographie basiert auf Vorlesungen an der Dualen Hochschule Baden-Württemberg und ist als Einführung in die Thermodynamik konzipiert. Sie richtet sich an Studierende mit unterschiedlichen mathematischen Vorkenntnissen und zielt auf ein grundlegendes Verständnis der Thermodynamik ab.
Welche Kapitel umfasst die Monographie?
Die Monographie umfasst zehn Kapitel: Zur Bedeutung der Thermodynamik; Grundbegriffe der Molekularmechanik; Der Nullte Hauptsatz; Das ideale Gas; Der Erste Hauptsatz; Der Zweite Hauptsatz; Der Dritte Hauptsatz; Thermodynamische Potentiale und Gleichgewichtsbedingungen; Das van der Waals'sche Gas; Das Massenwirkungsgesetz von Guldberg und Waage.
Was wird im Kapitel "Ideales Gas" behandelt?
Das Kapitel "Ideales Gas" beschreibt das Modell des idealen Gases, seine Zustandsgleichung, seine Einschränkungen und Anwendbarkeit. Es dient als Grundlage für spätere, komplexere Modelle.
Was wird im Kapitel "Van-der-Waals-Gas" behandelt?
Das Kapitel "Van-der-Waals-Gas" stellt ein realistischeres Gasmodell vor, das im Gegensatz zum idealen Gas die Wechselwirkungen zwischen den Gasmolekülen berücksichtigt. Es beschreibt die Modifikationen der Zustandsgleichung und diskutiert deren Auswirkungen.
Was ist die Zielsetzung der Monographie?
Ziel der Monographie ist es, ein grundlegendes Verständnis der vier Hauptsätze der Thermodynamik zu vermitteln und exemplarische Anwendungen zu präsentieren. Der Fokus liegt auf einer verständlichen Darstellung, die unterschiedliche mathematische Vorkenntnisse berücksichtigt.
Welche Schlüsselwörter beschreiben den Inhalt?
Schlüsselwörter sind: Thermodynamik, Hauptsätze der Thermodynamik, ideales Gas, van-der-Waals-Gas, Massenwirkungsgesetz, Entropie, thermodynamische Potentiale, Gleichgewichtsbedingungen, Molekularmechanik, Energieerhaltung.
Wie ist die Monographie strukturiert?
Die Monographie ist übersichtlich strukturiert mit einem Inhaltsverzeichnis, einer Einleitung, Kapitelzusammenfassungen und einer Liste von Schlüsselbegriffen. Die Kapitel sind logisch aufgebaut und aufeinander aufbauend.
Wo kann ich mehr Informationen finden?
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- Arbeit zitieren
- Dr. Wolfgang Schlageter (Autor:in), 2015, Einführung in die Thermodynamik, München, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/275330
