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7. Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik Carnot-Maschine Wirkungsgrad alle reversiblen Kreisprozesse haben gleichen Wirkungsgrad alle reversiblen Kreisprozesse.

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1 7. Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik Carnot-Maschine Wirkungsgrad alle reversiblen Kreisprozesse haben gleichen Wirkungsgrad alle reversiblen Kreisprozesse lassen sich als Serie von Carnotprozessen darstellen es gilt: offensichtlich ist das totale Differential einer Zustandsfunktion ! Thermodynamische Definition der Entropie Wdh. letzte Stunde

2 Entropie und die Richtung spontaner (irreversibler) Prozesse im Uhrzeigersinn ( ) gegen Uhrzeigersinn ( ) Fazit: ist an einem Kreisprozeß ein irrev. Schritt beteiligt, gilt Wdh. letzte Stunde

3 p V 1 2 irrev rev allg. Kreisprozeß Spezialfall: spontane (irreversible) Zustandsänderung in isoliertem System isoliertes System – kein Wärmeaustausch mit Umgebung! => dq = 0 Thermodynamische Formulierung des 2. HS Bei spontanen Zustandsänderungen in isolierten Systemen nimmt die Entropie stets zu ! (Bei reversiblen Prozessen in isolierten Systemen ändert sich die Entropie nicht) Thermodynamische Formulierung des 2. HS Bei spontanen Zustandsänderungen in isolierten Systemen nimmt die Entropie stets zu ! (Bei reversiblen Prozessen in isolierten Systemen ändert sich die Entropie nicht) Wdh. letzte Stunde

4 8. Entropieänderungen bei verschiedenen (reversiblen) Prozessen bei V = const 8.1 Temperaturabhängigkeit von S bei V, n = constS(V,T) (System nicht isoliert) Wdh. letzte Stunde

5 8.2 Temperaturabhängigkeit von S bei p, n = constS(p,T) bei p=const Fazit: Entropieänderungen über Wärmekapazitäten berechenbar 8. Entropieänderungen bei verschiedenen (reversiblen Prozessen)(System nicht isoliert) Wdh. letzte Stunde

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7 2 Möglichkeiten W= 2 4 Möglichkeiten W= = 16 Möglichkeiten

8 2 N A Möglichkeiten NANA N A -1 usw. N A -2 usw. N A -3 usw. N A -4 usw. N A -5 N A -6 usw.

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10 Quelle: Engel,Reid Flüssigkeit Wärmekapazität von Sauerstoff

11 Quelle: Engel,Reid Flüssigkeit Wärmekapazität / T von Sauerstoff

12 Flüssig- keit Entropie von Sauerstoff Gas Quelle: Engel,Reid

13 System Thermostat (Umgebung) Isoliertes System = System + Thermostat Wärmeaustausch möglich thermisch isoliert

14 Fundamentalgleichung (Mastergleichung) Maxwell-Beziehung Ableiten nach V bei T = const formal – Mastergleichung durch dV dividieren Thermodynamische Zustandsgleichung gemischte 2. Ableitung, Schwarzscher Satz dU ist totales Differential:

15 Fundamentalgleichung Maxwell-Beziehung Ableiten nach p bei T = const Thermodyn. Zustandsgleichung

16 Ableiten nach V bei S = const Fundamentalgleichung Maxwell-Beziehung Thermodyn. Zustandsgleichung

17 Ableiten nach p bei S = const Fundamentalgleichung Maxwell-Beziehung Thermodyn. Zustandsgleichung

18 Mastergleichungen (Fundamentalgleichungen) U(S,V) dU = TdS – pdV H(S,p) dH = TdS + Vdp A(T,V) dA = -SdT – pdV G(T,p) dG = -SdT + Vdp Maxwell-Beziehungen Thermodynamische Zustandsgleichungen

19 Flüssig- keit Entropie von Sauerstoff Gas Quelle: Engel,Reid

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21 Fugazitätskoeffizient von Stickstoff als Funktion des Drucks Temperatur:273 K (Quelle: Wedler)

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