Diskussion:Thermodynamik

Ältere Diskussion von 2004

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Neu: Aufgabe für die Schwätzer, denen auch noch rho für Dichte erklärt werden muss, das doc h in jedem Schulbuch steht. Aufabe: in eine 40 Liter Stahlflasche soll Luft gepumpt werden, bis 200 bar entstanden sind. Wieviel Arbeit ist aufzuwenden ? Das ist z.B wichtig zu wissen bei 200 bar Wasserstoff, wenn man in naher Zuknft mit solchen H2-Flaschen die Automotoren speisen will. Rechenansatz bitteschön ihr Thermodynamiker!////

Ich weiß nicht, ob es sich wirklich lohnt den Artikel mit vielen Erklärungen zu überfrachten, die Bezeichnungen sind die (zumindest meines Wissens nach) in der Thermodynamik typischer weise verwendeten. Und jemandem, der gar nicht in der Thematik steckt hilft eine Formel eh nicht weiter. Dafür wäre es ggf. besser ein geeignetes Äquivalent in Worten zu finden.

--Smily1306 19:43, 12. Jul 2004 (CEST)

Kleine Anregung: Ich versteh die Formeln im Artikel gut, weil ich sie

schon kenne. Doch für andere, was ist \rho (Dichte?) w (Geschwindigkeit des Systems) dV (Volumenänderung?), oder was ist V_{kv} (Volumen des Systems?). Ich glaube, das sollte man noch nennen, sonst wäre es nicht vollständig. Des weiteren wäre es vielleicht gut statt gz (Gravitationsenergie) eine allgemeine Potentialfunktion einzuführen, da es ja noch andere Potetiale gibt wie z.B. Elektrische Felder. Mehrstoffgemische werden auch noch nicht berücksichtigt.

So langsam wird der Artikel ja doch noch gut :-). Man sollte eventuell noch vor den Hauptsätzen erwähnen, was Zustandsgrößen sind und wann sie als intensiv bzw. extensiv bezeichnet werden. --Coma 08:28, 28. Feb 2003 (CET)

Eine Anmerkung, dass man die Hauptsätze auch aus der Statistik heraus beweisen kann (die Axiome also dort Sätze sind und so eine tiefere Rechtfertigung erlangen), wäre sicher auch nicht schlecht. --Coma

Eventuell kommt es mal dazu, dass jeder (insbesondere der 2.) Hauptsatz seinen eigenen Artikel braucht, wenn die Geschichte/Begruendung/Interpretation... mit reingenommen wird.

A. Linder hat in seinem "Grundkurs Theoretische Physik" folgende sehr schöne einheitliche Axiome:

Nullter Hauptsatz (R. H. Fowler): Es gibt eine Zustandsgröße Temperatur T. Zwei Systeme (oder Teile eines Systems) sind nur dann im thermischen Gleichgewicht, wenn sie gleiche Temperatur haben.

Erster Hauptsatz (R. Mayer, H. v. Helmholtz): Es gibt eine Zustandsgröße Innere Energie U. Sie wächst um die reversibel oder irreversibel zugeführte Wärmemenge \deltaQ und um die am System geleistete Arbeit \delta A: dU \equiv \delta Q + \delta A.

Leider weiss nun niemand mehr hier, wenn einer nur aus einem Buch abschreibt!!

Zweiter Hauptsatz (R. Clausius, W. Thomson/Kelvin): Es gibt eine Zustandsgröße Entropie S. Sie wächst um die reversibel zugeführte Größe \delta Q_rev/T, dS \equiv \delta Q_rev/T und kann bei einem abgeschlossenen System mit der Zeit nur zunehmen: dS/dt >= 0 für ein abgeschlossenes System.

///Elender armer Abschreiber!!verstanden hat er nichts.///

Dritter Hauptsatz (W. Nernst): Beim absoluten Nullpunkt der Temperatur (T=0) hängt die Entropie nur vom Entartungsgrad des Grundzustandes ab. Mann kann dort S=0 setzen.

Ich hoffe man kann etwas mit Latex-Befehlen anfangen, die Wikipedia-Entsprechungen kenne ich noch nicht so gut.

--Coma

Eine Frage zum zweiten Hauptsatz

Hab grad mal nachgedacht. Eigentlich hat man doch keinen Temperaturunterschied, oder? Dadurch dass die (Bewegungs-)Geschwindigkeit sinkt, wird nur der Druck an der Oberseite geringer. Aber die Temperatur wird ja über Schwingungen des Atoms hervorgerufen. Und die ändern sich nicht. --Ak ---------

Ich hab nicht drüber nachgedacht, weil mir schon die Konstruktion so speziell schien, dass nicht mal klar ist, ob sich das überhaupt realisieren läßt. Abgesehen davon ist Temperatur eine makroskopische Größe! Sie mikroskopisch zu interpretieren schlägt immer irgendwie irgendwann fehl, mal ganz abgesehen davon, dass sie dann sehr entscheidend vom themodynamischen System abhängt. Ich kenne mich jetzt nicht so gut mit den theoretischen Grundlagen bei Magneten aus, aber dort muss man Temperatur (mikroskopisch gesehen) wohl wieder ganz anderes interpretieren. Und wenn man die Dinge mikroskopisch betrachtet, müsste man ganz streng genommen die Quantenmechanik berücksichtigen. Und dann ist wieder alles ganz anders... --Coma 14:06, 4. Jan 2004 (CET)///1.7.06: Mei, sind das Schwätzer hier-ohne jede Ahnung, aber schwätzen, als hätten sie schon mal 1 h Physik gehabt- in Wahrheit noch keine Stunde jemals.Rwindenergie@web.de///

Hallo Ak,
hallo Coma,
danke für Euer Interesse.
Bei einatomigen Gasen kann nur die Geschwindigkeit der Atome die Temperatur darstellen, weil es keine schwingenden Atombindungen geben kann.
Ich vermute deshalb, dass sowohl der Druck als auch die Temperatur nach oben hin absinken.
Meine Konstruktion ist gar nicht so speziell, wenn man sich die Atmosphäre eines Planeten ansieht, der keine Sonne hat, sondern in eine gleichmäßig warme Hintergrundstrahlung eingebettet ist.
An der sehr unscharfen oberen Grenze dieser Atmosphäre beschreiben die Gasatome mehr oder weniger lang gestreckte Wurfparabeln, werden hochgeworfen und fallen danach wieder zurück, und stoßen nur sehr selten zusammen.
Hier findet man unter
Perpetuum Mobiles zweiter Art, aber mit Gas im Feld
einige sehr seltsame Konstruktionen
[1]
Karl

Hallo. Mir kam ein ähnlicher Gedanke, als ich kürzlich von einem befreundeten Heizungsinstallateur hörte, daß Wäremespeicher bei Solarheizung so hoch wie möglich gebaut werden, um eine entsprechende Schichtung zu erhalten.

Grüße. Ich habe kleine Änderungen an der Seite vorgenommen, die fachlich notwendig erschienen: z.B. kann Wärme vollständig in Energie umgewandelt werden (z.B. bei der isothermen Expansion eines Gases). Beim PM II Art geht es um periodisch arbeitende Maschinen, die den Ausgangszustand anschliessend auch wieder herstellen.Auch ist die Boltzmannsche Formulierung des Wärmetods des Universums eher missverständlich. Ich versuche im Laufe der Zeit Abschnitte ûber Thermodynamik und statistische Physik ein bischen "nachzuzeichnen", soweit ich Zeit dafür finde; JUS

Hab' den Absatz Der perfekte Kristall ist nötig, da zum Beispiel ein Glas durch die chaotische Anordnung der Atome eine gewisse Entropie auch am absoluten Nullpunkt behält. entfernt, da es AFAIK falsch ist. Es gibt keinen Grund warum Glas nicht auch "auskristallisieren" sollte. Alles was der 3. Hauptsatz fordert ist, dass die Entropiefunktion für T->0 ebenso gegen 0 geht. AgClx 16:35, 14. Mai 2004 (CEST)Beantworten

Was ist mit wiki/Hauptsatz_der_Thermodynamik? Ist für die Besschreibung dessen was die Thermodynamik ausmacht eine genaue Kentniss der Hauptsätze notwendig? Oder reicht eine kurzer Hinweis, und auf wiki/Hauptsatz_der_Thermodynamik kommen dann die gewünschten Detaills.

Ich habe die Änderung des ersten Haupsatzes wieder Rückgängig gemacht, da die neue Version nicht den vollen Umfang abdeckt.

--Smily1306 07:35, 20. Jul 2004 (CEST)

Sorry, aber das ist falsch. Diese Version deckt eine mikroskopische Gastheorie ab, die keinesfalls im Geiste der Thermodynamik, bestenfalls einer statistisch aufgeweichten Theorie liegt. Die Thermodynamik ist fuer mehr als kinetische Gastheorie im Schwerefeld gemacht. Im Grunde kennt die Thermodynamik keine Atome. Zudem ein schlimmer didaktischer Fehler: eine Formel, deren Formelzeichen nirgendwo erklaert sind kann man gleich weglassen.

Bitte den allgemeineren Ausdruck wieder reinstellen!

--Proxima 08:32, 20. Jul 2004 (CEST)

Ausserdem, das war der eigentliche Grund fuer meine Ueberarbeitung ist die Erlaeuterung des ersten Hauptsatzes ein einziges begriffliches und stilistisches Chaos. Man sieht auf den ersten Blick, dass hier einige Saetze nachtraeglich eingefuegt wurden. So wird manches thematisch zusammengehoerige getrennt und eine gewichtete Struktur der Aussagen ist so nicht erkennbar.

Ich wuerde mich selbstverstaendlich einer kritischen Diskussion meiner Version stellen aber das ist schon eine seltsame Praxis hier.

--Proxima 08:37, 20. Jul 2004 (CEST)

Da hier offensichtlich bisher kein Bedarf an Diskussion gesehen wird, werde ich noch einen letzten Anstoss geben.

Einige Diskussionsbeitraege bemerken hier ganz richtig: Formel ohne Formelzeichen ist nicht veroeffentlichbar. Das geht nirgendwo, weder in der Wissenschaft, noch in der Popularwissenschaft.
Der erste HS ist einfach und allgemein formuliert dU=dW+dQ. Smily behauptet, dies wuerde nicht alle Faelle abdecken. Welche?
Zusammenhang: das im zweiten HS benutzte dQ wird im 1. HS in meiner Version erklaert.

Aus diesen Gruenden habe ich die meine Version mit einer Verbesserung wieder hergestellt. Fuer sinnvolle Aenderungen bin ich weiterhin offen.

--Proxima 10:11, 22. Jul 2004 (CEST)

Ja. Ich stimme Dir zu. Für den Otto-Normal-Leser ist diese Formulierung besser, und ich muss ehrlich sagen, für mich als (Bio-)Chemiker war die vorherige Formulierung (ohne nähere Bezeichnung der Größen) sowohl unbekannt als auch unverständlich. --Lode 10:41, 22. Jul 2004 (CEST)

Da ich leider momentan relativ wenig Zeit habe eine etwas verspätete Reaktion: Ich kann der Version des ersten Hauptsatzes wie sie Proxima verwendet hat zustimmen, wenn man ein geschlossenes System betrachtet. Da man aber in vielen Fällen einen Massenstrom über die Systemgrenze hat deckt aus meiner sicht der "Erste Hauptsatz für instationäre Prozesse in einem offenen System" deutlich mehr Fälle ab, da man aus ihm alle anderen möglichen Fälle (stationäres System, geschlossenes System,...) ableiten kann.

--Smily1306 07:39, 23. Jul 2004 (CEST)

Da es sich bei der Version des 1.HS um die Version für ein offenenes System handeln soll und in der Definition für das offene System gesagt wird, dass es einen Energie und Materieaustausch gibt sollte der Materiestrom auch in der Formel vorkommen.

--Smily1306 07:54, 23. Jul 2004 (CEST)

Der Materiestrom ist in der Arbeit mit drin, denn es gibt in diesem Stadium noch keine explizite Vorschrift, die Arbeit auszurechnen. Ich wuerde die Arbeit durch den Materiestrom (z.B. durch eine semipermeable Wand) so ausrechnen:

W=\int \mu dN

Anschaulich heisst dass, ich muss Arbeit verrichten, um ein Teilchen hinzuzufuegen, oder zu entfernen.

Dass ich mit dieser Meinung nicht alleine bin, belegt z.B.:

[2]

dort findet man nach kurzer Suche auch

[3]

--Proxima 09:40, 23. Jul 2004 (CEST)

Nachdem ich in einigen Büchern nachgeschaut habe (ich bin nämlich kein besonders großer Freund von Webseiten als "Beweis" - bist du Webmaster dieser Seiten? ;) ) muss ich dir recht geben, dass "deine" Version des ersten HS die Verbreitetste ist und vermutlich vermutlich "richtigste/allgemeingültigste" ist. Als angehender Ing. habe ich allerdings technische Thermodynamik gehört, in der der 1.HS in der Regel wie von mir angegeben wird.

Da sich ein Laie vermutlich weder unter deiner noch unter meiner Formel etwas Vorstellen kann wäre es vielleicht sinnvoll, sich eher zu bemühen nach einer schöneren Formulierung statt nach einer "perfekten" Formel zu suchen.

--Smily1306 10:54, 23. Jul 2004 (CEST)

Es ist sicher gut Webseiten ein gesundes Misstrauen entgegenzubringen, aber in diesem Fall ist der Server glaube ich nicht der schlechteste.

Und mit einer "schoenen Formulierung" bin ich auch sehr einverstanden, natuerlich zusaetzlich zu den Formeln. Dann wuerde ich allerdings erstmal den Bezug zur Relativitaetstheorie herausnehmen und vielleicht noch manches straffen.

Es gibt naemlich viele doppelte Erklaerungen, unter den einzelnen Begriffen der Thermodynamik. Diese muessten insgesamt auf einen Standard gehoben werden, nicht das hundertmal dasteht: Entropie ist Unordnung.

--Proxima 11:06, 23. Jul 2004 (CEST)

Ich vertraue dem Inhalt der RWTH auch voll und ganz, aber du hast in deiner Beschreibung gesagt, dass du eine Wissenschaftliche und faire Diskussion wünsch und bei Wissenschaftlichen Arbeiten sind Webseiten glaube ich nicht die bevorzugte Quellenangabe oder?

Beim Bezug zur Rel. Theorie stimme ich dir voll und ganz zu. Weiterhin habe ich folgende Formulierung für den 1. HS gefunden: Jedes geschlossene System besitzt eine extensive Zustandsgröße Energie. Die Energie eines Systems kann sich nur durch den Transport von Energie über die Grenze des Systems ändern. Die Energie eines abgeschlossenen Systems bleibt unverändert.

--Smily1306 11:28, 23. Jul 2004 (CEST)

Nicht schlecht. Ich denke aber geschlossen ist ein unnoetiger Zusatz und innere Energie sowie in Form von ... sind sinnvolle Zusaetze. Also mein Vorschlag:

Jedes System besitzt eine extensive Zustandsgröße Innere Energie $U$ . Diese kann sich nur durch den Transport von Energie in Form von Arbeit ( $\delta W$ ) und Wärme ( $\delta Q$ ) über die Grenze des Systems ändern. Die Energie eines abgeschlossenen Systems bleibt unverändert.

--Proxima 12:40, 23. Jul 2004 (CEST)

Ich bin mir nicht sicher wie wichtig der Zusatz ist, denn "bei uns" wird stark unterschieden zwischen offenenes System (grenzt einen bestimmten Raum ab, Stoff- und Arbeits- Wärmetransport über systemgrenze möglich) und geschlossenes System (kein Stofftransport über Systemgrenze möglich).

Eine Frage, wie würde in "deiner" Version des 1.HS z.B. ein Durchlauferhitzer behandelt werden? Bei meiner Version ist es ja so, dass ein Massenstrom mit einer bestimmmten Temp. eintritt und mit einer anderen wieder Austritt (beschrieben durch ${\dot {m}}*h$ ).

--Smily1306 15:47, 23. Jul 2004 (CEST)

Also ich finde den Zusatz geschlossen hier falsch, da innere Energie auch einem offenen System zugeordnet werden muss und dies hier eine eigentlich unzulaessige Einschraenkung waere. Sieht man am besten durch die Fundamentalrelation U=U(S,V,N).

Ein Durchlauferhitzer waere in "meiner" Version so zu behandeln: Nehmen wir an die Menge an Teilchen, die pro Zeiteinheit hinzugefuegt werden und weggenommen werden ist konstant und gleich. Dann entspricht das einfach einem konstanten Waermestrom. Auch der Waermeuebertrag ist ja nicht genauer mikroskopisch festgelegt. Wir sprechen hier ja von allen moeglichen, sehr unterschiedlichen Vorgaengen, wie Strahlung, Waermetransport durch Reibung, u.s.w.

--Proxima 18:42, 23. Jul 2004 (CEST)

Es ist interressant, wie sich die Sichtweisen unterscheiden, so wie wir es gelernt haben scheint alles schon deutlich auf unsere Problemstellungen zugeschnitten zu sein... Da ich mir bei dem geschlossenen System in gegensatz zu dir nicht sicher bin würde ich sagen versuche ich den Teil über den ersten HS. mal so wie von dir vorgeschlagen umzuformulieren.

--Smily1306 12:22, 24. Jul 2004 (CEST)

Auch wenn es nicht das eigentliche Thema des Artikels betrifft: Die Behauptung, bei dem Beispiel mit den 5 Steinen in den 4 Zinen gäbe es 216 Möglichkeiten ist falsch - und wenn ein so relativ einfacher Fall aus der Kombinatorik nicht korrekt dargestellt wird, wirft das kein gutes Licht auf andere - schwierigere - mathematische Teile des Artikels, auch wenn diese korrekt sind. Es ist mir unklar, wie hier auf 216 (=6 hoch 3) Möglichkeiten gekommen wurde.

Richtig ist: es gibt 52 Möglichkeiten

5 Steine in einer Zone : 4 Möglichkeiten

(5,0,0,0) / (0,5,0,0) / (0,0,5,0) / (0,0,0,5)

4 Steine in einer Zone, 1 Steine in einer Zone : 12 Möglichkeiten

(4,1,0,0) / (4,0,1,0) / (4,0,0,1)

(1,4,0,0) / (0,4,1,0) / (0,4,0,1)

(1,0,4,0) / (0,1,4,0) / (0,0,4,1)

(1,0,0,4) / (0,1,0,4) / (0,0,1,4)

3 Steine in einer Zone, 2 Steine in einer Zone : 12 Möglichkeiten

(3,2,0,0) / (3,0,2,0) / (3,0,0,2)

(2,3,0,0) / (0,3,2,0) / (0,3,0,2)

(2,0,3,0) / (0,2,3,0) / (0,0,3,2)

(2,0,0,3) / (0,2,0,3) / (0,0,2,3)

3 Steine in einer Zone, 1 Stein in einer Zone, 1 Stein in einer Zone : 12 Möglichkeiten

(3,1,1,0) / (3,1,0,1) / (3,0,1,1)

(1,3,1,0) / (1.3,0,1) / (0.3,1,1)

(1,1.3,0) / (1,0.3,1) / (0,1,3,1)

(1,1,0,3) / (1,0,1,3) / (0,1,1.3)

2 Steine in einer Zone, 2 Steine in einer Zone, 1 Stein in einer Zone : 12 Möglichkeiten

(2,2,1,0) / (2,2,0,1)

(2,1,2,0) / (2,1,0,2)

(2,0,1,2) / (2,0,2,1)

(1,0,2,2) / (1,2,0,2) / (1,2,2,0)

(0,1,2,2) / (0,2,1,2) / (0,2,2,1)

Doppeleintrag

Vielleicht gibt es weitere Vorschlaege zur Problemloesung. Ich wuerde den Eintrag Hauptsatz der Thermodynamik einfach redirecten. --Proxima 09:57, 9. Nov 2004 (CET)

Das erscheint mir am besten. Kannst Du vorher noch nachschauen, ob dort Informationen vorhanden sind, welche die Darstellung der Hauptsätze im Hauptartikel verbessern können? Grüße, --[[Benutzer:Birger Fricke| Birger_Fricke ⇌]] 11:49, 9. Nov 2004 (CET)

Wärme oder Wärmedifferenz

Die innere Energie ist eine Zustandsgröße, die sich aus der thermischen Energie und einigen anderen zusammen setzt. Die Änderung der inneren Energie enstspricht der am System verrichteten Arbeit und der ausgetauschten Wärme, beides sind Prozessgrößen. Die Wärme ist die über die Systemgrenzen hinweg ausgetauschte thermische Energie. Was ist eine Wärmedifferenz? Eine Wärmedifferenz ist ein komisches Ding, denn die Wärme beschreibt ja keinen Zustand und kann daher nicht wachsen oder fallen, dies kann lediglich der Wärmestrom. Wenn ich sage die innere Energie hat sich um 10 Joule erhöht mit gleichen Anteilen an zugeströmter Wärme und am System verrichteter Arbeit, so wurden 5 Joule Wärme ausgetauscht und 5 Joule Arbeit verrichtet. Die Wäme hat sich aber nicht um 5 Joule geändert bzw. die Wärme ist nicht um 5 Joule gewachsen. Die Wärme ist nicht, sie macht/fließt. Gleiches gilt für die Arbeit, auch sie ist nicht um 5 Joule gewachsen. Die Differenzen bringen daher nichts und tauchen auch nur in der deutschen Wikipedia auf. --Saperaud [ @] 15:43, 3. Apr 2005 (CEST)

Kann man schon so sehen, andererseits ist aber das dU ein totales Differenzial. Die Deltas druecken insofern dasselbe aus, dass sie kleine Differenzen sind, sind aber keine totalen Differenziale. W ist z.B. die makroskopische Arbeit, die mit dem

\delta W

ueber ein wegabhaengiges Integral zusammenhaengt. --Proxima 16:00, 3. Apr 2005 (CEST)

kleiner Nachtrag: die englische Version hat das totale Differenzial ganz gemieden und schreibt statt dU ein

\Delta U

. Das ist mit W und Q dann allerdings auch richtig.

Unschön sind hierbei zwei Dinge. Erstens scheint sich kaum jemand einig zu sein, da ich so gut wie alle denkbaren Schreibweise fand, also dU=dQ+dW, dU=Q+W, (dU=ΔQ+ΔW), dU=δQ+δW (ΔU=ΔQ+ΔW), ΔU=Q+W ... und zwar nicht nur in zweifelhaften Quellen und der allwissenden Müllhalde, sondern auch in meiner Literatur zu Physik und Thermodynamik. Zeitens wird das dem Leser weder hier noch in den anderen Artikel richtig deutlich (totales Differential existiert bei der Wikipedia gleich garnicht). Dieses ganze Hickhack um Arbeit, Wärme und innere Energie treibt dann bei der Wikipedia auch blüten voller Missverständnisse und innerer Widersprüche. --Saperaud [ @] 01:20, 4. Apr 2005 (CEST)

Die Version dU=dQ+dW ist so auf jeden Fall falsch, wenn man wie in der Thermodynamik ueblich das d als totales Differential versteht (manchmal sind die d durchgestrichen, was sie zu nicht-totalen Differenzialen macht). dU=Q+W ist ganz falsch, denn W ist nunmal die integrierte Arbeit und Q die integrierte Waerme. dU=ΔQ+ΔW kann man u.U. gelten lassen, aber es ist absolut ueblich unter Δ Differenzen (nicht Differentiale) zu verstehen. ΔU=ΔQ+ΔW ist wieder richtig, denn hierbei sind alle Groessen wieder Differenzen; aehnlich ΔU=Q+W, was auch akzeptabel aussieht. Trotz dass das Thema totales Differential (noch) nicht ausreichend erlaeutert ist, sollte man eine richtige und gelaeufige Schreibweise verwenden. Mit den beiden letzten koennte ich auch leben, nur nicht so wie es kurzzeitig war: dU=Q+W. --Proxima 14:20, 4. Apr 2005 (CEST)

Nachtrag: die verschiedenen (mathematischen) Schreibweisen sind in der Tat bei Wikipedia ein Problem. Eine Standardisierung innerhalb eines Fachbereichs waere sicher nicht schlecht (auch wenn es mit erheblichem Aufwand verbunden waere), allerdings betraefe z.B. die Thermodynamik auch die Chemie und die haben wieder ganz andere Prioritaeten und Vorstellungen als die Physiker. --Proxima 14:40, 4. Apr 2005 (CEST)

Also dU=dQ+dW habe ich in meinem Universitätsskript zur Thermodynamik (Chemie) und einem etwas mageren Physikbuch angetroffen, verstehe aber auch nicht was das soll. ΔU=ΔQ+ΔW finde ich aus obigen Gründen total unmöglich. Wenn man Arbeit als dW und Wärmemenge als dQ definiert ist dU=dQ+dW mE richtig aber wieso sollte man sowas machen? Wieso findet man wenn man nach einer der elementarsten Grundlagen der Physik sucht (gehört finde ich dazu) nahezu 10 verschiedene Schreibweisen, von welchen jeder wiederrum 5 für falsch hält und zwar immer andere 5 aus verschiedenen Gründen. Klingt das für mich nach einem Treppenwitz. Ich habe bei Wärme mit Q definiert und jemand anderes bei Arbeit mit W. Differenzen tauchen da nicht auf und auch thermische Energie und Wärme werden bei der Wikipedia nicht als Synonyme betrachtet (auch schon vor mir). Steckt hier der eigentliche Hase im Pfeffer? Ausgehend von dieser Grundlage finde sich das sich der Kreis der möglichen Definitionen etwas einschränkt. Ansonsten einfach mit ΔQ/dQ bzw. ΔW/dW definieren, wobei ich mich frage was Q ist, wenn ΔQ die Wärmemenge sein soll. Vielleicht ist das auch nur zu hoch für mich (Lemmafragen sind langsam mit die schlimmsten) aber irgendwie dachte ich nicht das mir der erste Hauptsatz nochmal Probleme macht. --Saperaud [ @] 22:59, 4. Apr 2005 (CEST)

Ob nun bei Wärme Differenzen Sinn machen oder nicht, man braucht einen Ausdruck für die differentielle Schreibweise. Abschließender Kommentar: egal wie man es nun schreibt, eine Vermischung von differentieller und integraler Schreibweise ist nicht akzeptabel. Ich würde bei der differentiellen bleiben, denn damit ist auch der zweite Hauptsatz sehr kompakt darstellbar. --Proxima 15:58, 8. Apr 2005 (CEST)

Kalorik

Der Begriff Kalorik ist doch heute völlig ungebräuchlich und steht für die überholte Auffassung, dass Wärme eine Flüssigkeit sei. --Suspekt → Rede&Antwort 22:06, 18. Jul 2005 (CEST)

Andererseits wird u.a. im Internet gerne noch eine "Kalorik-Formel" erwähnt, die die Formel für Wärmeübertragung (Q = Cv * dT) um die Masse m erweitert (siehe dort ganz unten). Weiter gibt es die Richmannsche Mischungregel: c1 · m1 · (t1-tm) = c2 · m2 · (tm-t2), die in dieser einfach anwendbaren Art nicht auf Mischtemperatur steht. Sie taucht leider nicht auf und die mineralogische Mischungsregel ist m.E. nicht dasselbe. Dann gibt es noch den "leeren" Link auf Wärmemischung im gesehen im Artikel Wasser_(Eigenschaften)#Wasser_als_Lösungsmittel). Ich bin aber kein Physiker sondern Geologe und auch noch Newbie. --Geofriese 14:03, 21. Okt 2005 (CEST)

Entropie und reduzierte Wärme

AFAIK ist es falsch einfach zu schreiben $dS={\frac {dQ}{T}}$ denn das gilt nur, wenn die Entropieänderung zwischen den Betrachteten Zuständen differenzierbar ist!

Ich würde eher den Ansatz über die logarithmierte Wahrscheinlichkeit der Zustände gehen. Und weitere Details in den Artikel Entropie auslagern. Was meint ihr? --Prometeus 09:33, 2. Okt 2005 (CEST)

Simpel

Hier gibts noch eine simple Erklärung von Thermodynamisches System gerettet, bevor es redir wird.

Ein Thermodynamisches System ist ein räumlich abgrenzbarer Bereich der herausgelöst von seiner Umgebung betrachtet werden soll. Nach Art der Systemgrenzen werden verschiedene Systeme unterschieden.

Von "http://de.wikipedia.org/wiki/Thermodynamisches_System"

Simpel=/= gut. Ich muss sagen das mir der englische Aritkel mit seiner Struktur wesentlich besser zusagt, es fehlt aber halt bei uns das Personal all diese Unterartikel zu erstellen.--Saperaud ☺ 18:41, 8. Dez 2005 (CET)

erster Hauptsatz

Wieso wird beim ersten Hauptsatz nicht die äußere Energie angeführt. Hab den 1.HS wie folgt gelernt: dQ + dW = dEa + dU Ist das etwar falsch?

mfg ein Student (28.10.2005)

Das ist eine Frage wie man nun was definiert, so wie es hier definiert ist macht aber obige Definition keinen Sinn. --Saperaud ☺ 18:39, 8. Dez 2005 (CET)

erster Hauptsatz die Zweite

Der Erste Hauptsatz sollte meiner Meinung nach dU = delta Q + delta W heissen, momentan steht er mit einem MINUS in dem Artikel. Vergleiche mit anderen Eintràgen, z.B. http://de.wikipedia.org/wiki/Energieerhaltung#Energieerhaltungssatz_in_der_Thermodynamik zeigen das. mfg, Julius.

Es sind halt einfach zu viele Quatschköppe unterwegs [4]. --Saperaud ☺ 19:35, 11. Dez 2005 (CET)

Frage zum 2. Hauptsatz

Letzter Kommentar: vor 18 Jahren4 Kommentare3 Personen sind an der Diskussion beteiligt

Angenommen: In einem Behälter der durch eine Trennwand in 2 Hälften geteilt wird befindet sich ein Gas. In beiden Hälften befindet sich das gleiche Gas mit gleichem Druck, jedoch unterschiedlicher Temperatur. Aus dieser Temperaturdifferenz liese sich Arbeit abschöpfen. Wenn man nun aber stattdessen einfach die Trennwand entfernt werden sich die beiden Gase bzw. deren Temperaturen einfach mischen. Das Resultat währe in beiden Fällen das gleiche; jedoch würde einmal Arbeit verrichtet werden und einmal nicht. Wo liegt der Fehler?

Die Endtemperatur des Gases wird durch "Abschöpfen" von Arbeit verkleinert.

Es gibt keinen Fehler. Im ersten Fall ist die Endtemperatur etwas geringer, da Arbeit verrichtet wurde. Kannst du dir analog zu Wasser, dass einen Berg hinuterfließt, vorstellen. Damit kannst du ein Wasserrad betreiben und Arbeit verrichten oder auch nicht. In zweiten Fall ist das Wasser am Ende etwas Wärmer als im ersten Fall, da alle potentielle Energie des Wasser in Wärme umgewandelt wurde. Ich hoffe das war halbwegs verständlich. --Aegon 10:20, 16. Aug 2006 (CEST)

Ein anderes Gedankeneperiment das mir in den Sinn kam und das mich beschäftigt: man bastle ein winziges Schaufelrad mit Freilaufkupplung (wirklich winzig) und hänge das in ein Gas mit einer Temperatur über 0K (vorerst in einem geschlossenen System). Dann müsste doch rein von der Vorstellung her die Wahrscheinlichkeit das dieses Rad gelegentlich von mehr Gasteilchen in Laufrichtung als in Sperrrichtung getroffen werden mit sinkender Größe des Schaufelrades steigen. Treffen nun mehr Gasteilchen in Laufrichtung auf als in Sperrrichtung auf das Rad müssten diese doch einen Impuls auf das Rad übertragen und es ein Stück weit drehen ehe es von mehr Teilchen in Sperrichtung getroffen wird wodurch es wieder blokiert. Letzlich würde das Rad den Teilchen Energie entziehen und als mechanischer Arbeit innerhalb (oder auserhalb des Systems) zur Verfügung stellen. Innerhalb dürfte die gewonnene Energie wieder durch Verluste in Wärme enden, auserhalb des Systems genutzte Energie würde zur Abkühlung des Gases innerhalb des Systems führen bis sich darin keine Teilchen mehr bewegen. Als Ergebniss wäre eine Rückgewinnung von allen Energien möglich die am Ende ihrer Umwandlungen in Wärme enden. Eben ein Gerät das ein System aus eigener Energie Abkühlt und zur Nutzung Bereitstelt. Ich glaube gelesen zu haben das sich der 2te Hauptsatz nur auf makroskopische Systeme bezieht aber kann es von der Theorie her wirklich so "einfach" sein viele irreversible Prozesse im Endeffekt rückgängig zu machen oder unterliege ich wieder meinen eigenen Denkfehlern?(auf eine Diskussion über eine praktische Umsetzung möchte ich an dieser Stelle bewusst verzichten)-Grüße,Thomas Egenhofer --84.159.234.147 22:39, 28. Mär. 2007 (CEST)Beantworten

Das muß ja nicht ein kleines Rad sein, auch ein kleines Teilchen geht - und der Versuch ist bekannt: Die Brownsche Molekularbewegung. Energie kann dadurch nicht gewonnen werden, weil die Bewegung in die eine oder andere Richtung vollkommen unvorhersehbar ist. Auch das Sortieren mit dem Maxwellschen Dämon klappt nicht. --Physikr 06:56, 29. Mär. 2007 (CEST)Beantworten

Aus dem Grund sollte das Rad ja eine Freilaufkupplung haben die das Rad blockiert wenn zuviele Teilchen aus der Gegenrichtung kommen. damit muss man die Bewegung weder Vorhersehen noch Kontrollieren weil das Rad Höchstens steht oder in eine deffinierte Richtung dreht. ein Sortieren irgendwelcher Teile wäre somit nicht nötig, genausowenig wie das speichern irgendeiner Information. Dachte nur das man theoretich vll mit entsprechend kleinen Strukturen die Teilchenbewegung nutzen könnte, ähnlich des richtungsabhängigen Strömungswiderstands von Nicola Tesla (ventilloser Aufbau bei dem Gase oder Flüssigkeiten die Apperatur in einer Richtung fast ungehindert, in der Anderen nur mit viel Aufwand passieren können-wobei seine Erfindung vll nur auf makroskopischer Ebene funktioniert) -Grüße,Thomas Egenhofer--84.159.214.35 18:11, 29. Mär. 2007 (CEST)Beantworten

Wenn die Konstruktion Deines Freilaufs funktionieren soll, so muß dabei (ohne das genau zu überprüfen) mindestens so viel Entropie entstehen, wie Du glaubst einsparen zu können. Die Untersuchung, wo das genau ist, ist ein ähnlicher Umfang wie beim Maxwellschen Dämon. --Physikr 22:22, 29. Mär. 2007 (CEST)Beantworten

Erster Haupsatz

Ist der erste Haupsatz nur der Satz von der Erhaltung der Energie, oder auch von der Äquivalenz von Wärme und Energie? Die nicht ganz naheliegende Erkenntnis, dass Wärme eine Form von Energie ist, kommt ebenfalls im ersten Haupsatz zum Ausdruck. Hat nämlich ziemlich lange gebraucht, bis die Menschheit das kapiert hat. MfG 217.224.161.189 22:12, 12. Apr 2006 (CEST)

Zweiter Hauptsatz

Kann mal einer erklären, was diese Gleichung bedeuten soll:

\qquad \mathrm {d} S={\frac {\delta Q}{T}}={\frac {\delta Q+\mid \delta Q_{\rm {Reibung}}\mid }{T}}={\frac {\delta H-V\delta p}{T}}

Was ist der Unterschied zwischen $\delta Q$ im ersten und zweiten term? Warum nimmt man den Betrag von $\delta Q_{\rm {Reibung}}$ ? Wenn es sich bei $\delta Q_{\rm {Reibung}}$ um irreversible zugeführte Wärme handelt, ist die Gleichung falsch, denn dann gilt:

\qquad \mathrm {d} S>{\frac {\delta Q}{T}}

wobei hier $\delta Q=\delta Q_{\rm {reversibel}}+\delta Q_{\rm {irreversibel}}$ ist. --Aegon 11:04, 4. Jul 2006 (CEST)

Meines wissens nach stimmt die nicht so wie die Gleichung da steht. die herleitung bis wir da sind ... :

$\qquad dS_{Q}={\frac {dQ}{T}}$

$\qquad dS_{Q}$ Entropieübertragung aufgrund Wärmetransport

$\qquad dS_{Q}>0$ Wärme wird dem System zugeführt
$\qquad dS_{Q}=0$ adiabates System
$\qquad dS_{Q}<0$ Wärme wird dem System entzogen

$\qquad dS_{irr}$ Entropieproduktion aufgrund Irreversibilitäten

$\qquad dS_{irr}>0$ irreversible Zustandsänderung
$\qquad dS_{irr}=0$ reversible Zustandsänderung
$\qquad dS_{irr}<0$ unmögliche Zustandsänderung

mit den Beiden Termen kann nun die Gleichung für $\qquad dS$ aufgestellt werden.

$\qquad {dS_{sys} \over dt}=\sum {}{\dot {S}}_{Q}+\sum {}{\dot {m}}s+{\dot {S}}_{irr}$

Damit wir jetzt zu deiner Frage kommen,

für ein geschlossenes System gilt:

1.HS: $\qquad dU=dQ+dW$

mit $\qquad dQ=T\cdot dS_{Q}$

und $\qquad dW=-pdV+W_{Diss}$

folgt

$\qquad dU=TdS_{irr}-pdV+TdS_{Q}$

vereinfacht ergibt sich:

$\qquad dU=TdS-pdV$

und mit $\qquad dH=dU+pdV+Vdp$

folgt $\qquad dH=TdS+Vdp$

daraus lassen sich jetzt folgende zwei gleichungen schreiben:

$\qquad ds={du+pdv \over T}$

$\qquad ds={dh-vdp \over T}$

--frnetz 09:47, 7. Jul 2006 (CEST)

Energie @aegon

Hi Aegon,

ich gebe Dir 100%ig Recht, daß sich "umladen" blöd anhört. Leider haben wir trotz einiger Jahre "Didaktik der Physik" nichts besseres gefunden. "Umwandeln" ist schlimmer (oder hast Du beim Billard schon mal Impuls einer Kugel in den Impuls einer anderen Kugel umgewandelt?). Das erinnert fast an "Umwandeln von Masse in Energie". Man sagt auch nicht: ich habe 1+1 in 2 verwandelt. Es ist ganz einfach das gleiche. Energie ist ganz einfach eine Größe, die etwas beschreibt und daher nicht "umgewandelt" werden kann.

Zum 2. HS: Das ist nun leider nicht mehr ungenau sondern falsch: "... geht ... Energie ... verloren" widerspricht recht deutlich dem 1. HS

<wenn's bloß vor dem Einführen von "Kraft" und "Energieumwandlung" schon Didaktik gegeben hätte>

Klaus

Ich weiss nicht, wen du mit wir meinst, aber ich kenne viele Physikbücher, die von umwandeln sprechen und kein einziges, dass von umladen spricht. Hier soll nicht die Welt verbessert werden, sondern das Wissen so dargestellt werde, wie es in der Fachliteratur halt dargestellt wird. --Aegon 15:51, 22. Aug 2006 (CEST)

Wir heißt in dem Fall Studies und Prof vom Institut für Didaktik der Physik Karlsruhe. Das Problem daran ist, daß eine Aussage nicht dadurch richtig wird, daß sie in vielen Büchern steht. Siehe Spinat. Energie ist halt nun mal nichts was man "umwandeln" kann. Oder würdest Du bei einem Stoß-Ereignis von einer Impulsumwandlung sprechen? Da hättest Du kein Problem mit "Umladung", oder? Zur "Weltverbesserung": Warum soll man falsche oder irreführende Aussagen nicht verbessern? Eines Tages wird auch bei E=mc² niemand mehr von "Umwandlung" sprechen. Die Hoffnung stirbt zuletzt...

Bei cm und inch klappt's ja schon, oder sagt noch jemand, er hätte jetzt ein Inch in 25,4mm umgewandelt? :) (Vorstehender nicht signierter Beitrag stammt von 62.225.5.131 (Diskussion • Beiträge))--Aegon 13:03, 23. Aug 2006 (CEST)

Meiner Meinung nach versuchst ihr einen etablierten Begriff, von dem jeder weiß, wie er zu verstehen ist, durch einen unbekannten Begriff (den ich für noch schlechter halte) zu ersetzen. Das kann man in seinen eigenen Büchern ja gerne probieren und wenn sich der Begriff durchsetzt, wird er auch hier Einzug finden, aber nicht eher. Deine Impuls-Inch-Zentimeter-Vergleiche finde ich an der Haaren herbeigezogen. --Aegon 12:56, 23. Aug 2006 (CEST)

Delta

Sagt mal, wo ist denn nun eigentlich der Unterschied zwischen diesem $\delta Q$ und dQ, wie kann vor allem dU = $\delta Q$ + $\delta W$ sein - links steht ein Differenzial, rechts zwei deltas?

Außerdem wird im Kapitel "Zweiter Hauptsatz" dann

"Aus dem Ansatz für die differenzielle Änderungen der Entropie $dS_{Q}={\frac {dQ}{T}}$ und dem 1. Hauptsatz dU = dQ + dW folgt für die differenzielle Änderung der Entropie"

geschrieben. Warum ist es jetzt plötzlich wieder dU = dQ + dW? --217.230.175.13 13:12, 22. Aug 2006 (CEST)

Manche Autoren benutzen das Delta ( $\delta$ ), wenn eine Größe beschrieben wird, die keine Zustandsgröße ist, während d benutzt wird, wenn die beschriebene Größe eine Zustandgröße ist. Man schreibt also $\delta Q$ , da es eine Zustandsgröße Q nicht gibt, aber dU, da U exsitiert. Andere Autoren schreiben immer d. Je nach dem aus welchen Buch abgeschrieben wird, wird $\delta Q$ oder dQ geschrieben. In der Wikipedia wird meist $\delta Q$ benutz. --Aegon 15:59, 22. Aug 2006 (CEST)

Also ist es im Prinzip egal, was man schreibt? Ist das dann so ähnlich wie mit den virtuellen Verrückungen in der klassischen Mechanik (d'Alembert'sches Prinzip)? Da hab ich nämlich ehrlich gesagt auch nicht begriffen, warum mal "delta's" und mal "d's" benutzt wurden. --217.230.154.221 11:44, 13. Sep 2006 (CEST)

Zum d'Alembert'sches Prinzip kann ich nichts sagen. In der Thermodynamik: d für Zustandsfunktionen, $\delta$ für Funktionen, die keine Zustandsfunktionen sind. Wenn man sich selbst unsicher ist, sollte man immer diese Schreibweise vorziehen, um sich selbst klarzumachen, ob man es gerade mit einer Zustandsfunktion zu tun hat oder eben nicht. (Dass einige Autoren diese Schreibweise nicht benutzen, ist eine andere Sachen.) --Aegon 15:43, 13. Sep 2006 (CEST)

@aegon

Nu hab' ich mich erst mal angemeldet...

"... von dem jeder weiß, wie er zu verstehen ist..."

Wow! Also bei mir hat's 2 Semester Thermodynamik und 2 Hauptseminare gebraucht, bis ich halbwegs einen Einblick in die Größen "Energie" und "Entropie" bekommen habe.

Das Problem an der "Umwandlung" ist, daß der Begriff schlicht falsch ist. "Umwandlung" bedeutet umgangssprachlich doch eine Veränderung und wenn der 1. HS gilt, wird in einem abgeschlossen System doch alles mögliche geändert - bis auf den Wert der physikalischen Größe "Energie", oder? Also wird sie auch nicht "umgewandelt".

Findest Du den Vergleich mit dem Impuls auch "an den Haaren herbeigezogen"?

Klaus

Hallo Klaus, bei Umladung denke ich zuerst an Ladungen und Kondensatoren und danach am LKW, aber nie an Energie oder Impuls. Ich finde Umwandlung auch nicht falsch: Eine Form der Energie wird in eine andere Energieform umgewandelt. Die Gesamtenergie bleibt erhalten. Klingt für mich gut. Und für viele andere offenbar auch, sonst würde man es in Lehrbüchern nicht dauernd lesen. Ich glaube, dass jeder lange braucht, bis ihm klar ist, wie in der Thermodynamik mit Größen wie Entropie umgegangen wird. Daran ändert eine Wortwahl nichts oder nicht viel. Deshalb ist es um so wichtiger, dass die Wortwahl einheitlich ist und das gilt ganz besonders für die Wikipedia. (NB: Unterschreiben kannst du mit vier Tilden ~) --Aegon 17:11, 23. Aug 2006 (CEST)

Hi Aegon,

ich hab' ja nicht viel über Physik gelernt, aber doch etwas über Didaktik. Die Wortwahl ändert tatsächlich alles. Würde heute nicht mehr Newtons Sprache in der Physik verwendet werden und würden die "neuen" Erkenntnisse auch in Physikbücher einfließen (unter Dorn-Bader haben schon Generationen von Schülern gelitten und Physik so schnell wie möglich abgewählt), wäre vieles einfacher. Insbesondere der Zugang zu scheinbar komplizierten Sachverhalten.

Am schönsten an Deiner Aussage zu belegen: "... in eine andere Energieform umgewandelt.". Das ist in sich keine (entschuldige das Wort) sinnvolle Aussage. Energie ist eine physikalische Größe, sie kann nicht "umgewandelt" werden (nicht mal in Masse :-)

Sobald Du das Wort "Umwandlung" gebrauchst, geht bei Schülern die Vorstellung von einer physikalischen Größe verloren.

PS - in Karlsruhe wurden mit großem Erfolg die Begriffe "Energie" und "Entropie" im ersten Jahr Physikunterricht eingeführt. Gerade weil sie nicht vorher mit ungeschickten Erklärungen konfrontiert wurden.

(ich probier' das mal mit den Tilden...)

KlausSeeling 11:05, 24. Aug 2006 (CEST)

Hi Klaus, ich glaub, jeder hat seine Meinung und wird nicht groß davon Abrücken. Ich kann nur noch die Relevanzkriterien anfügen: Wikipedia dient nicht der Theoriefindung, sondern der Theoriedarstellung. In ihr sollten weder neue Theorien, Modelle, Konzepte, Methoden aufgestellt noch neue Begriffe etabliert werden. [...] Ziel des Enzyklopädieprojektes ist die Zusammenstellung bekannten Wissens. (WP:WWNI Punkt 2). --Aegon 14:35, 25. Aug 2006 (CEST)

Meinung haben ist gut, darüber ab und zu reflektieren ist besser :) Ich wollte nur eine inkorrekte Darstellung korrigieren. Keinen neuen Energiebegriff einführen noch eine neue Theorie.

KlausSeeling 15:51, 25. Aug 2006 (CEST)

Ich kann mich Aegon nur anschließen: es ist nicht Sache einer Enzyklopädie, eine neue Terminologie zu etablieren. Gruß --Juesch 16:44, 25. Aug 2006 (CEST)

Bemerkungen zur Literatur über Technische Thermodynamik

Die Bücher von Baehr, Elsner und Stephan sind die „Klassiker“ unter den anspruchsvollen wissenschaftlichen Hochschulwerken. Sie haben sich über Jahrzehnte bewährt und sind ständig verbessert und neuen Erkenntnissen angepasst worden, wobei „der Baehr“ in der Systematik neue Maßstäbe setzte und als richtungweisend angesehen werden kann. Alle drei Bücher sind aber ohne Einschränkung für das Ingenieurstudium zu empfehlen.

Das Buch von Cerbe-Hoffmann ist eine preiswerte Alternative zu diesen Werken, es lässt in der dargebotenen Breite nichts zu wünschen übrig. Es wird darin auf nicht zwingend erforderliche Theorie mit höheren mathematischen Ansprüchen verzichtet, aber auf gute didaktische Aufbereitung mit gut verständlichen Erklärungen, Kontrollfragen und Rechenbeispielen Wert gelegt. Mittlerweile ist das Buch durch die zusätzliche ausführliche Behandlung neuerer Technologien in der Energietechnik, wie Kombiprozesse und Brennstoffzellen sehr (zu?) umfangreich geworden, was dem unbefangenen Einsteiger den Überblick etwas erschwert. Doch wer Zeit hat und seine Kenntnisse vertiefen möchte, dem ist dieses Buch sehr zu empfehlen.

Zu dem Buch von Langeheinecke lässt sich Ähnliches sagen. Nachteilig sind die sehr kleinen Bilder und klein gedruckten Tabellen, die das Auge ermüden, bei Abbildungen von realen Anlagen, die dem Leser die Erkenntnis vermitteln, das z.B. ein Dampfkessel etwas mehr ist als ein Teekessel, wünscht man sich einige zusätzliche Beschreibungen. Das Buch hat aber einen großen Vorzug: Es enthält eine CD-ROM mit einer Demo-Software (begrenzt: hundert mal speichern) der Firma Lauterbach-Verfahrenstechnik, mit der Zustandsgrößen für Luft, Wasser, Erdgas und Ammoniak berechnet werden können, und zwar neben den thermischen und kalorischen Größen auch die Transportgrößen für Wärmeübertragungsrechnungen. Die Zustandspunkte müssen jedoch einzeln von Hand über eine Maske eingegeben werden. Des Weiteren findet man Berechnungsprogramme aus den Bereichen Wärmeübertragung, Klimatechnik und Verbrennung, ebenso die Formelsammlung THERMODYNAMIK MEMORY und das umfangreiche alphabetische interaktiv nutzbare THERMODYNAMIK GLOSSAR mit über 700 Stichwörtern. MOLLIER-Diagramme für Wasserdampf und ein Kältemittel ergänzen die zahlreichen Tabellen.

Das Übungsbuch von Sperlich enthält die Grundlagen der technischen Thermodynamik in knapper griffiger Form und ist für den schnellen Zugriff, insbesondere bei der Prüfungsvorbereitung gut geeignet. Die Printversion ist wegen der Computeralgebra-Schreibweise etwas gewöhnungsbedürftig, sie enthält auch nur die Aufgabenstellungen für die Berechnungen. Die Lösungswege der zahlreichen Berechnungsbeispiele aus dem täglichen Leben und aus der beruflichen Praxis (Energietechnik, Klimatechnik) befinden sich - samt dem Inhalt der Printversion - farbig gestaltet und mit ausführlichen Erklärungen, Skizzen und interaktiven Diagrammen auf der CD-ROM. Der Nachteil des Buches ist, dass die Software Mathcad 8 professional oder höher (bis Mathcad 11) installiert sein muss, um die rechenaktiven Dateien nutzen zu können. Der mitgelieferte Explorer sollte besser nicht installiert werden. Mathcad 8 prof. lässt sich aber leicht aus der CD-ROM des Buches von Gerd Schlüter „Regelung technischer Systeme-interaktiv“, Fachbuchverlag Leipzig, installieren. Dem Leser, der sich ein wenig mit der leicht verständlichen Computeralgebrasoftware Mathcad beschäftigt hat, erschließt sich eine Fülle von Möglichkeiten, mit veränderten Eingaben zu spielen, die Auswirkungen zu studieren und auch selbst Aufgaben zu formulieren. Nicht kohärente Einheiten werden automatisch umgerechnet. Auf die Zustandsgrößen der Stoffe Wasser, feuchte Luft, Stickstoff und einige Kältemittel wird interaktiv, d. h. aus dem Rechengang heraus zugegriffen, es werden also keine Mollier-Diagramme benötigt. Transportgrößen können allerdings nicht berechnet werden. Korrekturen und Ergänzungen findet man hier

Viola sonans 22:39, 9. Sep 2006 (CEST)

Toter Weblink

Letzter Kommentar: vor 18 Jahren1 Kommentar1 Person ist an der Diskussion beteiligt

Bei mehreren automatisierten Botläufen wurde der folgende Weblink als nicht verfügbar erkannt. Bitte überprüfe, ob der Link tatsächlich down ist, und korrigiere oder entferne ihn in diesem Fall!

http://archiv.christoph-hoffmann.de/ESS/physik.php
- In Thermodynamik on 2006-11-09 17:23:41, 404 Not Found
- In Thermodynamik on 2006-11-28 02:39:49, 404 Not Found

--Zwobot 03:40, 28. Nov. 2006 (CET)Beantworten

Hauptsätze

Letzter Kommentar: vor 18 Jahren3 Kommentare3 Personen sind an der Diskussion beteiligt

Liebe Autoren,

Ich finde, die Einführung am Anfang des Kapitels ist gut gelungen, aber die Erläuterungen zum ersten und zum zweiten Hauptsatz sind ziemlich misslungen. Es beginnt damit, dass hier von "System" die Rede ist, ohne dass dieser Begriff ausreichend erklärt wird. Zwar wird oben auf den entsprechenden Artikel verwiesen, in dem sich recht gute allgemeine Erklärungen befinden, deren Bezug zum thermodynamischen System für den Neuling aber nicht so leicht erkennbar ist. Ein kurzer Überblick über geschlossene und offene Systeme mit Unterteilung in die Sonderfälle: arbeitsdicht, adiabat und energiedicht mit idealisierten Beispielen wäre schon erforderlich, bevor man mit (nicht näher erläuterten) Gleichungen beginnt. Die erste Gleichung ist für die Anwendung auf das geschlossene System (ohne äußere Energien), die zweite für das offene System (mit äußeren Energien), aber das steht da nicht. Vor der dritten Gleichung unter "Sonderfälle und Vereinfachungen" steht "geschlossenes System". Das ist falsch.

Der Satz "In der Realität geht bei einer Umwandlung immer Energie in Form von Reibung und Wärmeübertragung an die Umgebung verloren....Deshalb ist ein Perpetuum Mobile erster Art unmöglich" ist insgesamt auch eine falsche Aussage.

Die Beschreibung zum 2. Hauptsatz beginnt mit der Ungleichung von Clausius. Das ist zwar nicht falsch, für den Neuling aber wenig hilfreich. Die Entropiezunahme, verursacht durch irreversible Vorgänge, hätte gleich in diesem Zusammenhang erläutert werden müssen. Die zweite Gleichung, die einfach so dahingeschrieben wurde, ist die Clausius´sche Definitionsgleichung für die Entropie. Sie gilt aber nur für reversible Zustandsänderungen. Auch das steht da nicht. Verwendet man diese Gleichung nämlich allgemein für alle (quasistatischen) Zustandsänderungen, wird sie falsch, denn es fehlt der zweite Term mit der dissipierten Arbeit. Ohne diesen Term würde die Entropie im adiabaten System (und damit auch im abgeschlossenen System) gemäß der Clausius´schen Ungleichung nicht zuehmen können, so wie es ja weiter unten richtig beschrieben wird.

Und noch etwas: Es gibt keine "irreversible Thermodynamik", sondern nur eine Beschreibung irreversibler Prozesse innerhalb der Thermodynamik. Bitte also auch die deutsche Sprache korrekt benutzen. Eine zeitgemäße Beschreibung dessen, was Thermodynamik ist und leisten kann, sollte aber auch kein eigenes Kapitel "Thermodynamik irreversibler Prozesse" enthalten. Es gibt keine Prozesse ohne Reibung, Drosselung, Stoß, Wärmeübertragung bei endlicher (treibender) Temperaturdifferenz, also ohne Dissipation, und deshalb gehören in eine seriöse Beschreibung die dissipativen Vorgänge von Anfang an auch mit hinein, auch in die Gleichungen.

Bitte also gründlich überarbeiten,

Mit freundlichen Grüßen, 87.166.76.226 23:25, 26. Dez. 2006 (CET) Mooreule 22:05, 30. Dez. 2006 (CET)Beantworten

Danke Mooreule! Willst du nicht selbst die Verbesserung vornehmen? Ich hatte das eigentlich auch schon vor, aber ich tu mich so entsetzlich schwer mit dem Schreiben von Gleichungen. Wenn das doch so einfach ginge, wie z.B. in Mathcad! Ich wünsche dir - und allen anderen auch - ein gutes Neues Jahr mit einem guten Wirkungsgrad.

Viola sonans 14:14, 1. Jan. 2007 (CET)Beantworten

hab es inzwischen auch mal mit Gleichungen versucht, ist mir aber zu aufwendig und zeitraubend. Hoffentlich findet sich jemand, der das kann und auch was von Thermo versteht. Schön, dass Du schon einmal den Fehler beim Perpetuum Mobile beseitigt hast und die Bausteine gesetzt hast. Auch den Artikel "Thermodynamisches System" finde ich gut. Guß, Mooreule 10:57, 9. Feb. 2007 (CET)Beantworten

Zitate

Letzter Kommentar: vor 18 Jahren1 Kommentar1 Person ist an der Diskussion beteiligt

Es geht mir um diese Zitate hier:

William Thomson, 1. Lord Kelvin: Es existieren keine thermodynamischen Zustandsänderungen, deren einzige Wirkung es ist, eine Wärmemenge einem Wärmespeicher zu entnehmen und diese vollständig in Arbeit umzusetzen.

Clausius: Es existieren keine thermodynamischen Zustandsänderungen, deren einzige Wirkung es ist, eine Wärmemenge einem kälteren Wärmespeicher zu entnehmen und einem wärmeren hinzuzufügen.

Max Planck: Es gibt kein Perpetuum mobile zweiter Art.

Ich würde gerne wissen aus welcher Quelle sie kommen (ganz ganz dringend und sehr wichtig). Wenn sie aus einem Buch entnommen wurden (was ich fast annehme) bräuchte ich Erscheinungsort und- datum auch. Falls es nicht zu viel verlangt ist bitte die Infos an daniel.grabler@aon.at -- Garfield-Nazareth 17:49, 23. Jan. 2007 (CET)Beantworten

Zum zweiten Hauptsatz

Vielleicht sollte man anmerken, dass ein Verstoß gegen den zweiten hauptsatz nicht unmöglich ist, sondern (zumindestens für große Systeme) nur sehr unwahrscheinlich.

Als beispiel möchte ich hier einen behälter mit einer Trennwand, welche sich entfernen lässt, einführen. Im Ausgangszustand befindet sich auf der linken Seite der Trennwand ein Gas, auf der rechten Seite nichts. Wenn man nun die Trennwand entfernt, wandert ein mit großer Wahrscheinlichlkeit ein Teil der Gasteilchen wegen der zufälligen thermischen Bewegung auf die Rechte Seite kommen. Wenn ausreichend viele Teilchen vorhanden sind, werden die Teilchen mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit gleichmäßiig verteilt sein, wodurch eine Wiederherstellung des Ausgangszustandes unmöglich ist. Deshalb bezeichnet man diesen Prozeß auch als irreversibel. Jedoch gibt es noch immer ein gewisse Wahrscheinlichkeit, dass zu einem späteren Zeitpunkt wieder alle Teilchen auf der linken Seite sind. Wie groß diese Wahrscheinlichkeit ist hängt jedoch von der Zahl der Teilchen ab. Für eine Einzelmeßung beträgt diese wahrscheinlichkeit (wenn nach dem öffnen der Trennwand ausreichend viel zeit vergangen ist) p=1/2ⁿ, wobei n die Teilchenzahl ist.

Einige Werte wären:

für n=1: p=1/2

für n=2: p=1/4

für n=10: p=1/1024

für n=100: p~7,9*10^-31

für n=100000: p~10^-30103

Man sieht also, dass die Wahrscheinlichkeit schnell sehr gering wird. In Mikroskopischen beispielen hat man größenornungsmäßig ca. 10²³ Teilchen, also ist Wahrscheinlichkeit für eine Umkehrung des Prozesses verschwindend gering, aber immer noch größer alsw 0.

Zweiter Hauptsatz der Wärmelehre

Letzter Kommentar: vor 18 Jahren1 Kommentar1 Person ist an der Diskussion beteiligt

Als Schlussfolgerungen zum zweiten Hauptsatz der Wärmelehre wurden diverse Varianten aufgezählt, die meines erachtens so nicht korrekt sind.

Im Punkt 4 steht geschrieben, "Wärme kann nicht von selbst von einem Körper niedriger Temperatur auf einen Körper höherer Temperatur übergehen". Der Zusatz "dazu ist eine Kompensation durch andere irreversible Prozesse notwendig" ist unnötig. Als Beispiel können wir ohne Energieaufwand eine Lupe in die Wärmestrahlung der Sonne halten und so ganz einfach die "Entropie S" ohne Aufwand reduzieren. Im Übrigen ist die ganze Aussage in Punkt 4 überflüssig, da wir in der Hydrologie auch keine Gesetze aufgestellt haben die besagen, dass "Wasser kann nicht von selbts von einem tieferen Niveau auf ein höheres Niveau übergehen" was ja auch selbstverständlich ist.

Zum Punkt 6. "Wärme kann nicht vollständig in Arbeit umgewandelt werden" muss gesagt werden, dass auch mechanische oder elektrische Energie nicht vollständig in Arbeit umgewandelt werden kann. Dies hat absolut nichts, aber auch gar nichts mit einem Perpetuum Mobile zu tun, da ja Arbeit und Wärme bekanntlich gleichwertige Grössen sind (Robert Mayer). Am besten lasst Ihr den Punkt 6 vollständig weg, da er nur die Unfähigkeit der Wissenschaft aufzeigt, welche es bis heute nicht fertig gebracht hat, Wärme mit einem anderen Kreisprozess und einer anderen Technik wie sie "Carnot" damals 1824 angewendet hat, mit einem besseren Wirkungsgrad in eine technische Energieform umzuwandeln. 30.04.2007

Ich glaub nicht, dass man mit einer Lupe die Entropie senken kann: Es gibt kein Material, das 100% transsparent ist, d.h. wird ein Teil der Sonnenstrahlung in der Lupe in Wärme umgewandelt, was die Entropie wiederum erhöht. Ich denke diese Erhöhung wird wie es vom 2. Hauptsatz gefordert wird größer sein als die Reduktion, die durch das Bündeln des Lichtes ensteht. -MrBurns 12:01, 30. Apr. 2007 (CEST)Beantworten