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7. Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik Carnot-Maschine

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:.

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7. Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik Carnot-Maschine

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Presentation Transcript

  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. Wdh. letzte Stunde Entropie und die Richtung spontaner (irreversibler) Prozesse im Uhrzeigersinn (1-2-3-4) gegen Uhrzeigersinn (1-4-3-2) Fazit: ist an einem Kreisprozeß ein irrev. Schritt beteiligt, gilt

  3. Wdh. letzte Stunde p irrev 2 rev 1 V 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)

  4. 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. 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

  6. 2 Möglichkeiten W= 2 4 Möglichkeiten W= 4 24 = 16 Möglichkeiten

  7. usw. NA NA -1 NA -1 NA -1 NA -1 usw. NA -2 NA -2 NA -2 NA -2 usw. NA -3 NA -3 NA -3 NA -3 usw. NA -4 NA -4 NA -4 NA -4 usw. NA -5 NA -6 2NA Möglichkeiten

  8. Wärmekapazität von Sauerstoff Flüssigkeit Quelle: Engel,Reid

  9. Wärmekapazität / T von Sauerstoff Flüssigkeit Quelle: Engel,Reid

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

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

  12. 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

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

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

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

  16. Maxwell-Beziehungen 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

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

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

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