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Wärmelehre (Thermodynamik)

Beschreibung von Systemen, die sich aus sehr vielen Teilchen zusammensetzen (Vielteilchensystem).


Definition: Allgemeine Energielehre.

  • Sie befasst sich mit den verschiedenen Erscheinungsformen der Energie und deren Umwandlung ineinander.
  • Sie stellt allgemeine Gesetze bereit, die jeder Energieumwandlung zugrunde liegen. (aus: Dubbel, Springer-Verlag 1999)

Aufgaben der Thermodynamik:

  • Suche nach gemeinsamen physikalischen Gesetzmäßigkeiten,
  • Suche nach dem thermischen Gleichgewicht,
  • Suche nach geeigneten physikalischen Größen (Zustandsgrößen), die die makroskopischen Eigenschaften der Materie beschreiben,
  • Suche nach allgemeingüligen Beziehungen zwischen den Variablen (Zustandsgleichungen, Hauptsätze).

Suchumfeld ist die Summe täglicher Erfahrungen.

 

Kurze Geschichte der Thermodynamik

  • 1824: N.L.S. Carnot veröffentlicht die "Betrachtungen über die bewegende Kraft des Feuers und die zur Entwicklung dieser Kraft geeigneten Maschinen".
    Carnot generiert folgende Begriffe:
    • 'Vollkommene Maschine'
    • 'Reversibler Kreisprozeß'
    • 'Erhaltung von Energie'
  • 1845: J.R. Mayer definiert den "Satz von der Erhaltung der Energie" und beschreibt die Äquivalenz von Arbeit und Wärme (1. Hauptsatz der Thermodynamik).
  • 1848: J.P. Joule experimentiert zum 1. Hauptsatz der Thermodynamik.
  • 1850: R. Clausius definiert den Begriff Entropie und formuliert den 1. und 2. Hauptsatz der Thermodynamik.
  • 1848: W. Thomson (Lord Kelvin) erkennt die Existenz einer universellen Temperaturskala.
  • Ende 19. Jh.: J.W. Gibbs entdeckt die Phasenregel, führt chemische Potentiale ein und stellt allgemeingültige Kriterien für das thermische Gleichgewicht auf.
  • Anfang 20. Jh.: G.H.Bryan weist auf die innere Energie als die wesentliche Größe zur Darstellung des 1. Hauptsatzes hin.