Arbeit und erster Hauptsatz

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Harve

Beiträge: 213

Registrierungsdatum: 3. November 2015

Donnerstag, 26. November 2015, 06:28

Arbeit und erster Hauptsatz

a) Geben Sie für die Volumenarbeit, die Elektrische Arbeit sowie die Oberflächenarbeit jeweils eine Formel an und
erläutern Sie die darin vorkommenden Größen und Konstanten. Beschreiben Sie mit eigenen Worten die unterschiedlichen
Formen der Arbeit. Verwenden Sie falls nötig eine Skizze.

b) Formulieren Sie den ersten Hauptsatz der Thermodynamik und geben SIe für einen infinitesimalen Prozess eine Gleichung
für die Änderung der inneren Energie dU an. Welche der vorkommenden Differentiale sind vollständig, welche sind unvollständig?
Was ergibt sich für einen endlichen Prozess?

Also lassen Sie mich bitte erst um 11 Uhr heute versuchen, die Aufgaben selber zu lösen. Weil das müsste man mit Wiki und einem
Buch der Physikalischen Chemie leicht lösen können.

Ist zumindest mein erster Eindruck.

mfg
Harve

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Friedrich Karl Schmidt

Beiträge: 1 468

Registrierungsdatum: 8. März 2013

Donnerstag, 26. November 2015, 15:58

GIBBS'sche Fundamentalgleichung, Erster Hauptsatz

Zitat von »Harve«

a) Geben Sie für die Volumenarbeit, die Elektrische Arbeit sowie die Oberflächenarbeit jeweils eine Formel an und
erläutern Sie die darin vorkommenden Größen und Konstanten. Beschreiben Sie mit eigenen Worten die unterschiedlichen
Formen der Arbeit. Verwenden Sie falls nötig eine Skizze.

Größen :
U= innere Energie
S = Entropie ; T = absolute (thermodynamische) Temperatur
V= Volumen ; p = Druck
q = elektrische Ladung ; "phi"= elektrisches Potenzial
Ao = Oberfläche ; "sigma" = Oberflächenenergie = Oberflächenspannung

\[ dU(S,V,q,A_O) \ = \ TdS \ - \ p \ dV \ + \ \varphi \ dq \ + \sigma\ dA_O \]\[ dU(S,V,q,A_O)_{S,q,A_O} \ = \ - \ p \ dV \]\[ dU(S,V,q,A_O \ ) _{S,V,A_O} \ = \ \ \varphi \ dq \ \]\[ dU(S,V,q,A_O)_{S,q,V} \ = \ \sigma \ dA_O \]

Zitat

b) Formulieren Sie den ersten Hauptsatz der Thermodynamik und geben SIe für einen infinitesimalen Prozess eine Gleichung
für die Änderung der inneren Energie dU an. Welche der vorkommenden Differentiale sind vollständig, welche sind unvollständig?
Was ergibt sich für einen endlichen Prozess?

1.Hauptsatz : \[\Delta U \ = \ Q \ + \ W \]
infinitesimale Änderung : \[d U \ = \ \delta Q \ + \ \delta W \]
Beschränkung von W auf Volumenarbeit : \[d U \ = \ \delta Q \ - \ p \ dV \]
\[dU(T,V) = n \ C_V \ dT - \ [ \ p \ - \ T \ ( \frac {dp}{dT} \ )_V \ ] \ dV \]

Ein "d" bedeutet, dass es sich um "ein vollständiges Differential" handelt. Für infinitesimale Änderungen einer Größe, von der kein "vollständiges Differenzial" existiert, muss kann man ein ""kleines delta" verwenden. Soll heißen : Wenn ein Differential nicht vollständig ist, dann ist es gar kein Differential und die entsprechende Größe ist keine Zustandsgröße.

Gruß FKS

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Harve

Beiträge: 213

Registrierungsdatum: 3. November 2015

Samstag, 28. November 2015, 10:30

Wie würde ich das skizzieren

Also bei der a) habe ich doch Flächen

Beispiel Volumenarbeit: x-Achse Volumen und y-Achse p Und dann die gemeinte Fläche oder?

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Friedrich Karl Schmidt

Beiträge: 1 468

Registrierungsdatum: 8. März 2013

Samstag, 28. November 2015, 22:22

Zitat von »Harve«

Also bei der a) habe ich doch Flächen

Beispiel Volumenarbeit: x-Achse Volumen und y-Achse p Und dann die gemeinte Fläche oder?

Ich sage es mal so : Wenn man p (auf der senkrechten Achse, Ordinate genannt ) ) aufträgt in Abhängigkeit von V (auf der waagerechten Achse, Abszisse genannt ) , so dann dann bei V(Anfang) und V(Ende) vom jeweils entsprechenden Kurvenpunkt das Lot auf die waagerechte Achse fällt , so ist die Volumenarbeit der Fläche proportional, die von der Kurve, den beiden Loten und der waagerechten Achse gebildet wird. Vereinfacht gesagt : "Die Volumenarbeit ist gleich der Fläche unter der p(V) - Kurve"

Gruß FKS