Folien vom 13.3.

34
2. Hauptsatz der Thermodynamik
2. Hauptsatz der Thermodynamik
Einem makroskopischen System im Gleichgewicht kann
Ei
k k i h S t
i Gl i h
i ht k
die Zustandsfunktion Entropie S zugeordnet werden, für die gilt:
1. Die Entropie ist extensiv.
2. Bei reversibler Transformation ist die zugeführte Wä
Wärme δQ
δQ mit der Entropieänderung
it d E t i ä d
dS verknüpft k ü ft
durch
: „Integrierender Faktor“
: „Integrierender Faktor
3. Die Entropie eines isolierten Systems kann niemals abnehmen. Jeder reale Prozess läuft von selbst so lange ab, bis die Entropie ein Maximum erreicht.
35
Für die Energie E(S,V,N) folgt daraus bei reversibler Zustandsänderung: für reversible ü e e sbe
Prozesse
Mit
36
E l Gl i h
Euler Gleichung
Vergrößerung eines Systems um Faktor Vergrößerung
eines Systems um Faktor
Für extensive Variablen gilt:
Die Energie ist eine homogene Funktion ersten Grades.
Zum Vergleich:
Fundamentalgleichung in differentieller Form
Fundamentalgleichung
37
Kreisprozesse: idealisierte Wärmekraftmaschinen
• Beispiel: Carnot Prozess für ideales Gas
1
→ : isotherme Expansion
2
1
isotherm
2
adiabatisch
di b i h
Arbeit wird vom System geleistet
3
Wärme wird dem System zugeführt
2
→ : adiabatische Expansion
3
1
2
3
38
Kreisprozesse: idealisierte Wärmekraftmaschinen
• Beispiel: Carnot Prozess für ideales Gas
3
→ : isotherme Kompression
4
1
Arbeit δW<0 isotherm
adiabatisch
2
4
adiabatisch
di b i h
isotherm
4
→ : adiabatische Kompression
1
3
Wärme δQ>0
Wärme δQ>0
1
2
4
3
39
Bilanzgleichungen:
Insgesamt geleistete Arbeit:
l i
b i
die beiden isothermen Prozesse
Prozess 2→ 3
Prozess 4→ 1
Insgesamt zugeführte Wärme:
Wirkungsgrad=
geleistete Arbeit
geleistete
Arbeit
zugeführte Wärme