2.4. Reale Gase 2.5. Erster Hauptsatz der Thermodynamik innere Energie, Arbeit, Wärme Vorzeichenkonvention Arbeit in der Thermodynamik - Adiabatische Expansion Wärme, Wärmekapazität, Enthalpie Berechnung von U,H,Cp,CV für ein Ideales Gas - kinetische Gastheorie Berechnung von U,H, Cp,CV für reale Gase (reale Stoffe) aus molekularen Eigenschaften Messung von U,H für reale Stoffe -Verknüpfung von U, H mit leicht messbaren Größen 2.6. Thermochemie Reaktionslaufzahl χ Reaktionsenergien und –enthalpien: rU ,rH Hess'scher Satz Phasenumwandlungen: mH Schmelz- vH Verdampfungs- .sH Sublimationsenthalpie Standardzustand (1bar, 25°C) Symbol: Standardbildungsenthalpie Standardbildungsenthalpie der Elemente und von H+(aq) := 0 Kirchhoffscher Satz (Temperaturabhängigkeit von Reaktionsenthalpien) Born-Haber-Kreisprozess

? Kirchhoff‘scher Satz (Temperaturabhängigkeit von H) gesucht: ΔrH(T) Edukte Produkte Temperatur T 298 K Edukte Produkte ΔrH(298 K)

+122 kJ/mol -351 kJ/mol +498 kJ/mol +107 kJ/mol +411 kJ/mol Dissoziation von Cl2 +122 kJ/mol Elektronenanlagerung an Cl = -Elektronenaffinität -351 kJ/mol Ionisierung von Na +498 kJ/mol Na+ und Cl- Ionen in der Gasphase Sublimation von Na +107 kJ/mol gesucht: Gitterenthalpie von NaCl Spaltung von NaCl (s) in die Elemente = -Bildungsenthalpie von NaCl(s) +411 kJ/mol festes Kochsalz

2.4. Reale Gase 2.5. Erster Hauptsatz der Thermodynamik 2.6. Thermochemie Reaktionslaufzahl χ Reaktionsenergien und –enthalpien: rU ,rH Hess'scher Satz Phasenumwandlungen: mH Schmelz- vH Verdampfungs- .sH Sublimationsenthalpie Standardzustand (1bar, 25°C) Symbol: Standardbildungsenthalpie Standardbildungsenthalpie der Elemente und von H+(aq) := 0 Kirchhoffscher Satz (Temperaturabhängigkeit von Reaktionsenthalpien) Born-Haber-Kreisprozess 2.7 Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik

Quelle: Atkins

2. Hauptsatz Clausius: TA TB TB < TA qA qB Maschine „Es gibt keinen periodischen Kreisprozess, der nichts anderes tut als Wärme von einem kälteren in einen wärmeren Körper zu pumpen ohne dabei einen bestimmten Betrag von Arbeit in Wärme umzutauschen“ TA TB TB < TA qA qB Maschine |qA| = |qB| wg. 1. HS TA TB TB < TA qA qB Maschine w |qB| + |w| = |qA| wg. 1. HS

2. Hauptsatz Kelvin: TA qA Maschine w TA TB TB < TA qB Maschine w „Es gibt keine zyklisch arbeitende Maschine (Kreisprozess), die Wärme aus einem Reservoir nimmt und vollständig in mechanische Arbeit umwandelt ohne einen Teil der Wärme in ein kälteres Reservoir zu überführen.“ TA qA Maschine w TA TB TB < TA qB Maschine w |qB| + |w| = |qA| wg. 1. HS qA |qA| = |w| wg. 1. HS

Reversible Carnot-Maschine (mit idealem Gas als Arbeitsmedium) p TB TB < TA Isothermen Isothermen V

Reversible Carnot-Maschine (mit idealem Gas als Arbeitsmedium) p 1 T1,p1,V1 Adiabaten T1 = T2 = TA Reservoir A bei TA qA Adiabaten TB TB < TA 2 T2,p2,V2 T4,p4,V4 T3,p3,V3 4 Isothermen 3 qB Isothermen T3 = T4 = TB Reservoir B bei TB V

Rückwärtslaufende Carnot-Maschine p 1 T1,p1,V1 Adiabaten T1 = T2 = TA Reservoir A bei TA qA Adiabaten TB TB < TA 2 T2,p2,V2 T4,p4,V4 T3,p3,V3 4 Isothermen 3 Isothermen T3 = T4 = TB Reservoir B bei TB qB V

Annahme ηs> ηc → |qAs| < |qAc| Widerspruch zu 2. HS !!! (Clausius) TA TB TB < TA qBs "super" Maschine w qAs TA TB TB < TA qAc-qAs gekoppelte Maschinen qBc-qBs TA qAc Carnot Maschine w qBc TB TB < TA |qAc| = |qBc| + |w| wg. 1. HS |qAs| = |qBs| + |w| wg. 1. HS