Kapitel 12

12.1.4. Beispiel: freie adiabatische Expansion ins VakuumJoule´sche Experiment:Ein Gas im Vakuum strömt spontan ins Vakuum der rechtenGefäßkammer⇒ gleichmäßige Verteilung der Moleküle übers gesamte verfügbareVolumen⇒ „Unordnung“ nimmt zu!.Nicht umkehrbar: Das Gas zieht sich nicht spontan auf ein kleineresVolumen zusammen!Beachte: Bei der adiabatischen Expansion wird weder Arbeit noch Wärme mit der Umgebungausgetauscht ⇒ U bleibt konstant ⇒ für ein ideales Gas bleibt T=const.Bei einem realen Gas würde sich bei dessen Ausdehnung die Wechselwirkungsenergie zwischen denMolekülen ändern. Da nach wie vor U konstant bleiben muss, würde diese Energie denBewegungsfreiheitsgraden abgezogen/zugeführt werden.⎛∂ T ⎞ < 0 bzw.Die Temperatur sinkt/steigt: μJT= ⎜ ⎟⎝∂V⎠ > 012.1.5. Beispiel: Joule´sche WirbelmaschineH12.1.6.Arbeit vollständig in Wärme umgewandeltUmkehrung nicht möglich!12.1.7. Beispiel: WärmeflussWärme fließt so lange, bis System und Umgebung auf gleicherTemperatur sind.T SystemDie heißen (schnellen) Moleküle der Umgebung übertragen mehrEnergie ins System hinein als die kalten (langsamen) Moleküleaus dem System heraus.T BadUmkehrung: Es ist nicht möglich, selektive die starkenMolekülstöße (große kinetische Energie ) durch Impulsübertragaus dem System heraus und die schwachen Stöße der langsamenMoleküle ins System hinein so zu übertragen, dass die TemperaturWS2012 Entropie, freie Enthalpie + Gibbs´sche Gl. 224 3.Entwurf © Dr. Ogrodnik