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Fachgebiet - Thermodynamik
Der 2. Hauptsatz der Thermodynamik befasst sich mit der Umwandlung thermischer Energie in andere Energieformen (z.B. Volumenarbeit) und wird auch als Satz von der Unmöglichkeit eines Perpetuum mobile zweiter Art oder als Entropiesatz bezeichnet. Eine vollständige Umwandlung von Wärme in Arbeit während eines Carnot'schen Kreisprozesses ist nicht möglich ist, da ein Teil der Wärme abgegegen und die Entropie der Umgebung verändert wird:
Weitere Formulierungen des 2. Hauptsatzes besagen, dass es nicht möglich ist, Wärme von selbst von einem kälteren zu einen wärmeren Körper fließen zu lassen (Clausius). Es ist auch unmöglich, eine periodisch arbeitende Maschine zu konstruieren, die weiter nichts bewirkt als Hebung einer Last und Abkühlung eines Wärmereservoirs (Planck).
Der 2. Hauptsatz der Thermodynamik hat somit erhebliche technische Auswirkungen, insbesondere im Hinblick auf die Umwandlung thermischer Energie in andere Energieformen (Wirkungsgrade von Dampfmaschinen, Verbrennungsmotoren, thermischen Kraftwerken).
Formulierung und Deutung des 2. Hauptsatzes der Thermodynamik gehen zurück auf William Thomson (1848), Rudolf Clausius (1850) und Max Planck (1879).
Siehe auch: Entropie , Gibbs-Energie
Lerneinheiten, in denen der Begriff behandelt wird
Thermodynamische Maschinen
90 min.
ChemiePhysikalische ChemieThermodynamik
In der Lerneinheit werden zunächst die verschiedenen Kreisprozesse gezeigt, z.B. der Carnot-Prozess, Stirling-Prozess, Joule- oder Brayton-Prozess, Ericson-Prozess sowie Otto- und Diesel-Zyklus. Dannach werden jeweils die Wirkungsgrade der Prozesse berechnet. Es werden Wärmepumpen und Dampfmaschinen vorgestellt und die verschiedenen Typen miteinander verglichen.
2. Hauptsatz der Thermodynamik45 min.
ChemiePhysikalische ChemieThermodynamik
Den 2. Hauptsatz der Thermodynamik anwenden.
2. Hauptsatz der Thermodynamik - Wärmekraftmaschinen
45 min.
ChemiePhysikalische ChemieThermodynamik
Ein wichtiges Teilgebiet der Thermodynamik beschäftigt sich mit der Frage, wieviel Arbeit aus einer gegebenen Wärme erzeugt werden kann. Ihre Beantwortung erscheint dem Chemiker zunächst fern seiner Wissenschaft. Sie führte jedoch im 19. Jh. auf den 2. Hauptsatzes der Thermodynamik und die extensive Zustandsvariable Entropie, die sich als grundlegend für die Theorie des chemischen Gleichgewichts erwiesen und heute ein Eckpfeiler der chemischen Thermodynamik darstellen. Die Lerneinheit behandelt den zentralen Punkt dieser Entwicklung, die Carnot-Maschine. Sie gehört zum klassischen Bildungskanon des Naturwissenschaftlers, führte sie doch auf die Entropie und die thermodynamische Temperaturskala.