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Physik Thermodynamik – Hauptsätze der Thermodynamik

15 KartenNaturwissenschaftenatrio09.10.2026Nur mit Link

Karteikarten zum Thema „Naturwissenschaften“ · 15 Karten · von atrio. Beispiele: Was besagt der nullte Hauptsatz der Thermodynamik? · Wie lautet der erste Ha…

Karten

15 Karten
STANDARD

Was besagt der nullte Hauptsatz der Thermodynamik?

Rückseite

Systeme im thermischen Gleichgewicht mit einem dritten System sind auch untereinander im Gleichgewicht – dies definiert Temperatur als transitiven Gleichgewichtsparameter.

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Wie lautet der erste Hauptsatz für geschlossene Systeme?

Rückseite

Die Änderung der inneren Energie dU gleich Wärmezufuhr Q plus verrichteter Arbeit W: dU = Q + W (Energieerhaltung).

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Was besagt die Clausius-Formulierung des zweiten Hauptsatzes?

Rückseite

Wärme kann nicht von selbst von einem kälteren auf einen wärmeren Körper übergehen, ohne dass äußere Arbeit verrichtet wird.

STANDARD

Was besagt die Kelvin-Planck-Formulierung des zweiten Hauptsatzes?

Rückseite

Ein periodisch arbeitender Prozess kann Wärme aus einem einzigen Reservoir nicht vollständig in Arbeit umwandeln – ein zweites Reservoir ist nötig.

STANDARD

Wie wird Entropieänderung für reversible Prozesse definiert?

Rückseite

dS = δQ_rev / T; Entropie ist eine Zustandsgröße, deren Änderung nur vom Anfangs- und Endzustand abhängt, nicht vom Weg.

STANDARD

Was besagt der dritte Hauptsatz der Thermodynamik?

Rückseite

Die Entropie eines perfekten Kristalls nähert sich bei Annäherung an den absoluten Nullpunkt (0 K) dem Wert Null an.

STANDARD

Wie lautet der maximale Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine?

Rückseite

Carnot-Wirkungsgrad η_C = 1 - T_kalt / T_heiß; er hängt nur von den Reservoirtemperaturen ab und ist oberste Schranke für alle Maschinen.

STANDARD

Wodurch unterscheiden sich reversible von irreversiblen Prozessen?

Rückseite

Reversible Prozesse verlaufen durch Gleichgewichtszustände (dS = δQ/T), irreversible erzeugen Entropie (dS > δQ/T) durch Reibung, endliche Temperaturdifferenzen oder ungehemmte Ausdehnung.

STANDARD

Was ist der Unterschied zwischen innerer Energie U und Enthalpie H?

Rückseite

Enthalpie H = U + pV berücksichtigt die Verschiebearbeit bei konstantem Druck; U ist Energie im System, H eignet sich für isobare Prozesse.

STANDARD

Warum ist Cp bei idealen Gasen größer als Cv?

Rückseite

Bei konstantem Druck leistet das Gas Ausdehnungsarbeit, weshalb mehr Wärme nötig ist für gleiche Temperaturerhöhung: Cp - Cv = R.

STANDARD

Welche Gleichung gilt für reversible adiabate Änderungen idealer Gase?

Rückseite

pV^κ = const mit κ = Cp/Cv; Temperatur und Volumen verknüpft durch TV^(κ-1) = const, kein Wärmetausch (δQ = 0).

STANDARD

Wozu dienen die Maxwell-Beziehungen in der Thermodynamik?

Rückseite

Sie verknüpfen partielle Ableitungen thermodynamischer Potenziale (U, H, F, G) und erlauben Berechnung schwer messbarer Größen aus leicht messbaren.

STANDARD

Was beschreibt die Gibbs-Helmholtz-Gleichung?

Rückseite

Änderung der freien Enthalpie G mit Temperatur bei konstantem Druck: (∂(G/T)/∂T)_p = -H/T²; wichtig für Phasengleichgewichte und chemische Reaktionen.

STANDARD

Wie verknüpft Boltzmann Entropie mit mikroskopischen Zuständen?

Rückseite

S = k_B ln W; Entropie proportional zum Logarithmus der Anzahl mikroskopischer Realisationen W eines Makrozustands – statistische Deutung des zweiten Hauptsatzes.

STANDARD

Was beschreibt die Clapeyron-Gleichung bei Phasenübergängen?

Rückseite

dp/dT = ΔS/ΔV = ΔH/(TΔV); Steigung der Phasengrenzlinie im pT-Diagramm aus Entropie- und Volumensprung des Phasenübergangs.

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