Skript zur Vorlesung Physik Teil 1 (Sommersemester) und Teil 2 ...

d d
dT dT
p dV
⋅ = N⋅ k
dT
( p⋅ V)
= ( N⋅k ⋅ T)
Skript zur Vorlesung Physik 1 und Physik 2 Seite 67
Prof. Dr. P. Kaul, Fachbereich Biologie Chemie und Werkstofftechnik,
Fachhochschule Bonn-Rhein-Sieg
Eingesetzt in obige Gleichung liefert dies
C = C + N⋅ k
p v
c = c + R
p v S
Definitionen:
Adiabatenkoeffizient:
cp
χ = =
c
Enthalpie: H = U + p⋅ V ⇒ C =
v
p
( )
f + 2
f
dH
dT
spezifische Enthalpie: h H
m c = ⇒ p =
dh
dT
Die Enthalpie spielt bei der Reaktionskinetik in der Chemie eine große Rolle. In der Enthalpie sind bei Zu-
standsänderungen die Volumenänderungen mit enthalten. In der Chemie verlaufen Prozesse so, dass die
(freie) Enthalpie einen minimalen Wert erreicht. Nähere Ausführungen werden in der physikalischen Chemie
behandelt.
Wärmekapazitäten von Festkörpern
Festkörper dehnen sich im Vergleich zu Gasen bei der Erwärmung kaum aus. Das bedeutet, dass ihre spe-
zifischen Wärmekapazitäten bei konstantem Druck bzw. Volumen annähernd gleich sind.
c
c
v
p
≈ 1
Festkörper bestehen aus Atomen, deren Lage zueinander fest ist. Die Atome können bei Zufuhr von Wärme
(T0K) jedoch Schwingungen gegeneinander ausführen. Diese Gitterschwingungen werden in der Quan-
tentheorie Phononen genannt. Im Mittel ist die kinetische Energie der Schwingungsbewegung und die po-
tentielle Energie, die durch die Umwandlung der kinetischen Energie beim Bremsvorgang aufgebaut wird,
gleich. Jeder Anteil wird mit einem Freiheitsgrad belegt. Ferner kann das Atom noch in drei Raumrichtun-
gen schwingen. Die Innerer Energie berechnet sich somit als mit f = 2 ⋅ 3 = 6
N⋅ k ⋅ T
U = ( 2⋅ 3)
⋅ = 3 ⋅N ⋅k ⋅ T
2
Da bei der Erwärmung praktisch keine mechanische Arbeit geleistet wird, gilt:
dU
c =
m⋅ dT
= 3
⋅
R S