Wärmelehre - gilligan-online

3.2.5.3 Gase
Gase zeigen eine besonders interessante Temperaturabhängigkeit der (spezifischen
bzw. molaren) Wärmekapazitäten. Von tiefen Temperaturen an nimmt die Wärmekapazität
in charakteristischen Stufen zu. Dieses Verhalten wird in Abschnitt 5.5 erklärt.
Beispiele bringt Abb. 3-05.
C
kJ⋅kmol
mp
− 1
⋅K
−1
CO 2
40
O H 2
30
N 2
H 2
O 2
N
2
H 2
20
He
0
200 400 600 800 1000
T
K
Abb. 3-05: Temperaturabhängigkeit der Wärmekapazitäten von Gasen.
3.3 Innere Energie U und 1. Hauptsatz
Zur Kennzeichnung des Energievorrates eines thermodynamischen Systems wird
eine physikalische Größe gesucht, die nur vom Zustand des Systems abhängt. Diese
Größe darf nicht vom thermodynamischen Prozess abhängen, mit dem dieser Zustand
erreicht wurde.
Diese Größe lässt sich aus vielen Beobachtungen und Erfahrungen gewinnen, und
zwar aus dem Energieerhaltungssatz in einer für die Thermodynamik besonders geeigneten
Form.
Man hat beobachtet, dass der Energievorrat (Energieinhalt) in einem abgeschlossenen
System zeitlich konstant ist. Diesem Energieinhalt wird die Innere Energie U
zugeordnet. Diese Zuordnung wurde in Abschnitt 2.3.4 bereits für einatomige Gase
vorgenommen, und zwar für die Bewegungsmöglichkeit einer Translation. Für Moleküle
(aufgebaut aus mehreren Atomen) sind die Bewegungsmöglichkeiten der Rotation
und Oszillation ebenfalls zu berücksichtigen (vgl. Abschnitt 5.4).
Wärmelehre – Abschnitt 3
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’1. Hauptsatz der Wärmelehre’