Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik

Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik
Defintion der Zustandsgröße Entropie s
dq rev. ds =
T
dq n C dT 1
rev. V
s = f(u) bei konstantem v und n ds = = = du
T T T
dq n C dT 1
rev. P
s = f (h) bei konstantem P und n ds = = = dh
T T T
s ist eine extensive Zustandsgröße, d.h. sie verhält sich additiv
sG = s1 + s2 +
Bilder s1 = f( u1) s2 = f(u2) sG = f(u1 , u2) aus der Vorlesung
im Gleichgewicht besitzt s in einem abgeschlossenem System ein Maximum
Schlussfolgerung -----> im Gleichgewicht ist die Änderung der Entropie in einem
abgeschlossenem System N u l l ! Das heißt auch, dass die Entropie ein Maß für das
Erreichen des Gleichgewichts für abgeschlossene Systeme ist.

Peter W. Atkins: Physikalische Chemie
Weitere Definitionen des Zweiten Hauptsatzes
Ein Prozess, bei dem lediglich Wärme aus einem Reservoir entnommen und vollständig in
Arbeit umgewandelt werden kann, ist unmöglich. (Definition von Kelvin)
(bei jeder realen Wärmekraftmaschine wird ein Teil der Wärme nicht in Arbeit umgewandelt,
sondern nutzlos an die Umgebung abgeben).
Man hat auch nicht beobachtet, dass ein Ball von selbst vom Boden in die Höhe springt. Dazu
müsste Wärme aus der Oberfläche in Arbeit zum Heben des Balls umgewandelt werden!
Definition der Entropie
U. Nickel: Lehrbuch der Thermodynamik
In einem abgeschlossenem System kann die Entropie nur zunehmen
oder bestenfalls konstant bleiben.
Auch in einem geschlossenen adiabatischen System kann die Entropie nicht abnehmen.

G. Wedler: Lehrbuch der chemischen Thermodynamik
Es gibt keine periodisch funktionierende Maschine, die nichts anderes tut, als Wärme in
mechanische Arbeit zu verwandeln.
(eine solche Maschine, deren Funktionieren nicht gegen den 1. Hauptsatz der Thermodynamik
verstoßen würde, bezeichnet man als Perpetuum mobile zweiter Art
-----> Unmöglichkeit eines Perpetuum mobile zweiter Art)
also es kann ein Schiff nicht mit gleicher Temperatur aus dem Ozean Wärme entziehen ohne
dass diese Wärme sich ändert und diese dann zu seinem Antrieb benutzten

Lehrwerk Chemie; Chemische Thermodynamik; Lehrbuch 4
Die Entropie eines abgeschlossenen Systems kann niemals kleiner, sondern nur größer
werden (bei irreversiblen Vorgängen)
oder konstant bleiben (im Grenzfall reversibler Vorgänge).
>
ds
=
0
dq
T
irreversibel
reversibel
rev. ds = + d irreversibel
d s beschäftigen wir uns erst einmal nicht (denken Sie z.B. an den Druckausgleich von zwei
irreversib el
Teilsystemen mit unterschiedlichen Drücken in einem abgeschlossenem System, da dies auch
nicht in einem Vorgang zu bestimmen ist; also nicht wegunabhängig ist)– wir machen nur
reversible Betrachtungen; damit wird bzw. ist d s = 0
irreversib el
also
dq rev. ds =
T
s

weitere Bezeichnungen:
der zweite Hauptsatz der Thermodynamik definiert die Zustandsgröße Entropie s, die die
„Triebkraft des Prozesses“ beschreibt bzw. beinhaltet.