Hauptsätze der Thermodynamik
Hauptsätze der Thermodynamik |
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1. Hauptsatz |
Alle Körper haben eine innere Energie, denn sie sind aus komplizierten molekularen Strukturen aufgebaut, die auf verschiedene Weise Energie speichern können.
Wozu ist bei Temperaturerhöhnung Energie nötig?
Alle Teilchen sind ständig in ungeordneter Bewegung. Eine Temperaturerhöhung erfordert eine Erhöhung der inneren Translationsenergie.
In Festkörpern schwingen die Teilchen um ihre stabilen Gleichgewichtslagen. Jedes schwingende Teilchen hat neben seiner mittleren Translationsenergie eine (ebenso große) mittlere potentielle Energie, da ja in einer Schwingung eine ständige Umwandlung dieser Energieformen erfolgt. Höhere Temperatur erfordert höhere innere Schwingungsenergie
In Flüssigkeiten und Gasen kommen die Teilchen bei Zusammenstößen auch in Rotation. Höhere Temperatur bewirkt auch höhere innere Rotationsenergie
Wird der mittlere Teilchenabstand in einem Körper vergrößert, z.B. durch Dehnung beim Erwärmen oder werden die Teilchen gar weitgehend voneinander getrennt (das geschieht beim Verdampfen), so muss zur Überwindung der Bindungsenergie Energie zugeführt werden und die innere potentielle Energie wächst.
Die gesamte in einem ruhenden Körper enthaltene Energie ist seine innere Energie
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• potentielle Energie aufgrund der
Kräfte
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Beispiel: Beim Abbremsen eines auf einer waagrechten rauen Unterlage gleitenden Körpers, nimmt seine Geschwindigkeit ständig ab, und die ungeordnete thermische Bewegung seiner Moleküle fortlaufend an. Die Unebenheiten bewirken, dass die geordnete Bewegung der Moleküle (gleitender Körper) in ungeordnete, thermische Bewegung verwandelt (zur Ruhe gekommener, erwärmter Körper). Die kinetische Energie wird in innere Energie U umgewandelt Bei Berücksichtigung der inneren Energie bliebt die Energie auch in reibungsbehafteten, abgeschlossenen Systemen erhalten.
1/2mv2+mgh+U=E |
In einem abgeschlossenen System bleibt die Gesamtenergie konstant. Die einzelnen Energieformen können sich ineinander umwandeln. |
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1. Hauptsatz |
| E-Mail: | BRG Ried i. I - Physikauswahl | Aktualisiert am 03.08.2003 |