7. Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik Carnot-Maschine Wirkungsgrad

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1 7. Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik Carnot-Maschine Wirkungsgrad
Wdh. letzte Stunde 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

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

3 Thermodynamische Formulierung des 2. HS
Wdh. letzte Stunde allg. Kreisprozeß p V 1 2 irrev rev 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)

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

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

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7 2 Möglichkeiten W= 2 4 Möglichkeiten W= 4 24 = 16 Möglichkeiten

8 2NA Möglichkeiten NA NA -1 NA -1 NA -1 NA -1 usw. usw. NA -2 NA -2

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10 Wärmekapazität von Sauerstoff
Flüssigkeit Quelle: Engel,Reid

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

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

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

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

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

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

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

18 Thermodynamische Zustandsgleichungen
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

19 Entropie von Sauerstoff
Flüssig-keit 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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