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Erster Hauptsatz der Thermodynamik

Anwendungen des ersten Hauptsatzes der Thermodynamik

Mit Hilfe des 1. Hauptsatzes der Thermodynamik kann man nun untersuchen, welche Energie bei reversiblen Zustandsänderungen aufgewendet wird.

Wirklich reversible Reaktionen sind in der Praxis nicht durchführbar. Man wird aber den Reaktionsverlauf einer reversiblen Zustandsänderung dadurch extrapolieren, dass man die Reaktion möglichst langsam ablaufen lässt.

Klassische Beispiele für reversible Zustandsänderungen sind die isotherme und die adiabatische Volumenänderung eines Gases. Bei der adiabatischen Volumenänderung wird während der Zustandsänderung keine Wärme mit der Umgebung ausgetauscht. Da eine Expansion eines Gases normalerweise ein endothermer Vorgang ist, wird sich das Gas während der Expansion abkühlen. Die Energie stammt von seiner inneren Energie. Bei einer Kompression wird sich umgekehrt die innere Energie des Gases erhöhen.

Bei der isothermen Durchführung wird das Gas während der Expansion immer wieder auf seine Ausgangstemperatur gebracht. Bei der Expansion des Gases muss also von außen Wärme (oder mechanische Energie) zugeführt werden, bei der Kompression gibt das beobachtete System Wärme an die Umgebung ab.

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