Vorlesungsskript Physik IV - Walther Meißner Institut - Bayerische ...

Abschnitt 10.5 PHYSIK IV 389zugeführte Arbeitentzogene ArbeitdsdVds|ds|dVFds|ds|p, VFdsp, VAbbildung 10.3: Zur Kompressionsarbeit: Die zu leistende Arbeit entspricht dem Produkt aus innererKraft F und Wegelement ds, bzw. Druck p = F/A und Volumenelement dV = Ads.wobei der Vektor dV die Richtung von ds und die Länge Ads hat. Da bei einer VolumenverkleinerungdV antiparallel zu F ist, erhalten wir bei einer Volumenverkleinerung aus (10.5.4) eine positive Arbeit,entsprechend unserer obigen Definition.Das chemische PotenzialDas chemische Potenzial µ beschreibt die Energiemenge bzw. Arbeit, die aufgewendet werden muss, umdie Teilchenzahl eines Systems zu ändern, ohne dabei das System aus dem Gleichgewicht zu bringen. Esgiltµ =zugeführte ArbeitÄnderung der Teilchenzahl = ∆W∆N . (10.5.5)Die durch Zuführen von ∆N weiteren Teilchen zum System erhaltene bzw. benötigte Arbeit ist damitgegeben durchW = µ · ∆N . (10.5.6)Beim Zuführen der Teilchen zum System muss Energie zugeführt bzw. es muss Arbeit geleistet werden,da die Teilchen nicht “kalt” in das System eingebracht werden können. Damit das System insgesamtim thermischen Gleichgewicht bleibt, muss den Teilchen die mittlere Energie der Teilchen im Systemmitgegeben werden.Die WärmeWärme ist eine spezielle Form der Energie, die mit der Temperaturzunahme eines Systems zusammenhängt.Eine Zufuhr von Wärme resultiert in einer Temperaturerhöhung. Der Wert der Temperaturerhöhungwird durch die Wärmekapazität C bestimmt.Die Wärmemenge ∆Q bezeichnet die bei einer Temperaturerhöhung ∆T vom System aufgenommeneEnergie. Es gilt:2003