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Wie schnell gelangen wir ins Gleichgewicht und wie viel Arbeit können wir dabei gewinnen?

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Formal Metadata

Title Wie schnell gelangen wir ins Gleichgewicht und wie viel Arbeit können wir dabei gewinnen?
Subtitle Konduktive Transportprozesse, Carnotprozess und Hauptsätze der Thermodynamik (PhysChemBasics#03)
Title of Series Basiswissen Physikalische Chemie (PhysChemBasics)
Part Number 3
Number of Parts 12
Author Lauth, Jakob Günter (SciFox)
License CC Attribution 3.0 Germany:
You are free to use, adapt and copy, distribute and transmit the work or content in adapted or unchanged form for any legal purpose as long as the work is attributed to the author in the manner specified by the author or licensor.
DOI 10.5446/40351
Publisher SciFox
Release Date 2019
Language German
Producer SciFox
Production Year 2019
Production Place Jülich

Content Metadata

Subject Area Chemistry
Abstract Die konduktiven Transportprozesse Wärmeleitfähigkeit und Diffusion können durch ähnliche Gesetze beschrieben werden: das sind die Fourier'schen Gesetze und die Fick'schen Gesetze. Kleine und leichte Gasteilchen transportieren die Wärme am besten und diffundieren auch am schnellsten. Während die komplette Umwandlung von Arbeit in Wärme problemlos ist, ist die Umwandlung von Wärme in Arbeit nur mit gewissen Wirkungsgrad möglich; dieser Wirkungsgrad kann nach Carnot nicht größer werden als delta(T)/T(high).
Keywords Wirkungsgrad
Wärmeleitung
Diffusion
mittlere Verschiebung
Random Walk
Einstein-Smoluchowski-Gleichung
2. Fourier'sches Gesetz
1. Fourier'sches Gesetz
2. Fick'sches Gesetz
1. Fick'sches Gesetz
2. Hauptsatz der Thermodynamik
1. Hauptsatz der Thermodynamik
Carnotprozess
Series
Annotations
Transcript
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spontane Prozesse laufen nur in Richtung Gleichgewicht ab aber wo liegt dieses Gleichgewicht wie schnell können wir es erreichen und könnte vielleicht noch Arbeit auf dem Weg dorthin gewinnen wie es zum Beispiel dieses Darlehen Motor tun hier willkommen so was diese käuflichen schlichen wie unser Thema heute physikalische Gleichgewichte ist und System Gleichgewicht und wenn nicht wie groß der Abstand und Gleichgewicht ist ein ganz essentieller begriffene
Thermodynamik Gleichgewicht liegt dann vor wenn in unserem System zeitlich keine Änderung erfolgen am
einfachsten so beschreiben sind Temperatur und Konzentrations- Gleichgewichte das ist
denn hier ist offenbar nicht im thermischen Gleichgewicht links haben wir eine höhere Temperatur als rechts 1. einer
gewissen Zeit im Gleichgewicht hat sich eine einheitliche Temperatur eingestellt die gleiche
bedienen lautet hier über gleiche Temperatur beim linken Bild ist der Temperaturunterschied ein Maß für den Abstand vom Gleichgewicht dieses System hat eine
eilige Temperatur ist trotzdem nicht im Gleichgewicht den längst herrscht eine höhere Konzentration als rechts das
Gleichgewicht ist hier über den gegenüber über alte eine Konzentration definiert der Konzentration Unterschied im Anfangszustand ist ein Maß für den Abstand vom Gleichgewicht Wir können übrigens chemische
Gleichgewichte ganz ehrlich diskutieren wieder die gleiche wie für den über ein gleiches chemisches Potenzial doch dazu zu einem späteren Zeitpunkt mehr wenn ein System und
eisige Temperaturen vorlegen mit der bitte ein Wärmetransport provoziert es ist ein passiver Energietransport ohne äußere Strömung besprechen wir von Wärmeleitung
wenn ein System unterschiedliche Konstellationen vorliegen wird ein Massen Transport oder Stoffmengen Transport provoziert wir sprechen hier von passiven Stofftransport die Fusion bei der Post sind passt man fast
den Begriff Konjunktion zusammen aktive Transport oder die mit einer Strömung verknüpft sind bezeichnen wird übrigens als Konvektion die
Wärmeleitung kann qualitativ durch die Gesetze von Fuji beschrieben werden
Voraussetzung für Wärmeleitung ist ein Temperatur gar Geld im System im einen Fall ist das die die nach der X die Partie
transportierte der Menge konnten wir durch die plus Dichte ist proportional zum
Temperaturgradienten die Aussage des 1.
Punischen Gesetzes Lander da ist der Wärmeleitfähigkeit beziehen lang ist ein Maß
dafür wie gut oder schlecht ein ruhendes Medium die Wärme leitet mit Halle
haben eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit ruhende
Flüssigkeiten vor allem ruhende Gase leiten die Wärme der schlecht wenn das
Temperaturprofil nicht linear ist sondern eine Krümmung aufweist sprechen wir von instationäre Wärmeleitung in dem Fall
kommt es im System zu Temperatur Änderungen die durch das zweite vor ich beschrieben werden Temperaturänderung ist umso
größer je größer die Krümmung des Temperaturprofil ist ist diese automatische die 2. Ableitung
geschrieben der Pfeil markiert in unserem
Beispiel die Stelle der größten Krümmung hier wird sich die Temperatur am stärksten ändern im
Gasen Erfolg der Wärmetransport durch Stöße entsprechend kann die Wärmeleitfähigkeit von den Gasen etlichen Gastheorie erklärt werden die
Wärmeleitfähigkeit des Gases hängt mit dessen mit der Geschwindigkeit und mittlere freie Weglänge zusammen das kleine und leichte Gase
besitzen relativ gesehen die größte Wärmeleitfähigkeit eine 1
verbliebene kann als Wärmeleitfähigkeit der angesehen werden ich schließe die
Wärmeleitfähigkeit des Füllgas ist es der heller leuchtet der Glühfaden auf dieses
Phänomen wird zum Nachweis von Gasen zum Beispiel im Gaschromatografen genutzt die
Keule über Beschreibung der Diffusion erfolgt durch die Fiction Gesetze diese sind völlig analog zu den politischen gesetzt
Ursache für eine Fusion ist ein Konzentrationsgrad Yen im eindimensionalen Fall DC nach der Ex
die Geschwindigkeit des passiven Stofftransport qualifiziert durch die Stoffmengen Flussdichte ist proportional dem Konzentrationsgrad Yen dort wo das Translations Profil die größte
Steigung hat man die durch den Rücken fallen die für die am meisten von links nach rechts der vorgesehenen
des beschreibt die Division einen ruhenden Medium diese ist naturgemäß in einer Flüssigkeit deutlich langsamer als ein Gas bei in stationärer die ändert sich die
Konzentration System mit der Zeit die
Kurse ist proportional der Krönung des Profils dieses das zweite Fidschi gesetzt der Pfeil markiert die Stelle der größten
Krümmung unser Beispiel die wird sich die Konzentration am meisten ändern auch die
Diffusion von Gasen keine etlichen Gastheorie erklärt werden kleine und leichte Gase die von dir am schnellsten ein schönes wo noch auf die
konnten ihre Modelle zu seinem Wort die quietschende zu erklären insbesondere konnten sie die
Verschiebung X berechnen des eine Angabe wie weit sich ein Teilchen durch die Fusion von seinem Ausgangspunkt entfernt
lassen so der Temperatur aus es ist aber man kann ja mit diskutiert und sogar Teil Systeme sind zu
Beginn 1 Liter Wasser mit 100 Grad und 1 Liter Wasser mit 0 Grad nach einer gewissen Zeit
hat sie das thermische gleichend eingestellt haben über ein System 50 Grad wir können wieder daran
sehr das was Bereichen dass bei diesem Experiment 210 Kilojoule und System eines NAS-System 2 übertragen wurden und wir wollen nun ganz
thermodynamisch mit dem 1. 2. Hauptsatz die Energie und die Entropie bilanzieren der Buchstabe
U steht für die thermodynamische Größe der inneren Energie ist ein Maß dafür wie viel Energie in ein System enthalten ist die Einführung dieser Größe
ist sinnvoll wenn der 1. Hauptsatz sagt dass die Gesamtenergie Universum konstant bleibt die enge
Energie eines Prozesses können wir messen nehmen wir einfach ausgetauschte Wärme und Arbeit zusammenzählen bei jedem Prozess bei dem
werden oder aber Spiel ist ändert sich also in der Welle die als 0 L für
Energie wurden willkürlich die Elemente bei 25 Grad gewählt betrachten und
dann weitere Prozesse die Energie Brille und wenden den 1. Hauptsatz an das Ohr heiße Wasser
hat seine innere Energie um 200 sehen Kilojoule erniedrigt das ursprünglich kalte Wasser hat sei in der Energie und 210 Kilojoule erhöht der Buchstabe S
steht für die Damen Größe der Entropie die Entropie ist ein Maß für das Chaos in ein System die Einführung dieser Größe ist
sinnvoll denn der Zweite Hauptsatz sagt aus dass die gesamte Entropie Universum nur zu nehmen kann die Änderung der Entropie
bei einem Prozess des sich Klausel ist durch die Summe reduzierte Werner messen Q
durch die diese kleine ist früher kann ihnen helfen geklaute vergleichen zu ändern die
Entropie zeigt ähnliche Abhängigkeiten wie die innere Energie ist die von der Verbildung abhängig
der 0 und der Entropie liegt bei Ihnen Einkristallen bei 0 Kelvin dass der 3. Hauptsatz der Thermodynamik wir betrachten und
Beispiel Prozess durch die Entropie Brände die Entropie des ursprünglich heißen Wassers hat
abgenommen wir müssen wir unsere Formel q durch die integrieren weil die Temperatur nicht konstant ist erhalten eine Entropie aber von 0 bis 0 comma decimal 6 Kilojoule pro kennen wir
einfach noch überreichten dass die Entropie des ursprünglich kalten Wassers zugenommen hat allerdings um einen größeren Betrag insgesamt wurde also bei den Prozess Entropie erzeugt lancierten Hauptsatz ist ja damit nicht umkehrbar oder bei denen die
Entropie zunimmt heißen ihrer wer sie will sie können nur in eine Richtung stattfinden
ein spontaner Wärmetransport von heiß noch kalt ist irreversibel so wie eben beschrieben Michel Carano hat sich darüber
Gedanken gemacht wie man aus diesem Prozess Arbeit gewinnen kann hat eine Maschine
beschrieben welche diesen Prozess der 7 macht und damit die maximal mögliche Menge an Arbeit aus den Wärmefluss gewinnt die kann nur schließt also eine
Wärmekraftmaschine sie wann die Wärme und Arbeit um mit den bestmöglichen Wirkungsgrad Ether eines der Moto ist auch
eine Wärmekraftmaschine haben 2 Temperatur Debos zwischen den Werner fließt und die zu gewissen Bruchteil in Arbeit umgewandelt wird wir betrachten und
ein Arbeitszyklus einer grano Maschine durch die Energie und Entropie werde das dann
Schritt für Schritt die verschiedenen Teilsysteme sicher Energie und Entropie beleuchten wenn ich keine Maschine läuft
nimmt sowohl die innere Energie als auch die Entropie des oberen Temperaturniveau es ab das untere Temperaturniveau gilt umgekehrt die in Energie nimmt zu und auch die Entropie nehmen zu die keine Maschine selbst
einen Kreisprozess endet also weder Energie noch Entropie die Umgebung nimmt Arbeit
auch in also ihre innere Energie die Entropie der Umgebung bleibt hingegen konstant nach dem
1. Hauptsatz müssen die ausgetauschten in der Hinsicht zu 0 ergänzen Energie kann weder Zeugen vernichtet werden nach dem Zweiten Hauptsatz kann die gesamte Entropie niemals abnehmen das bedeutet die Summe der Entropie Beträge muss größer oder gleich 0 sein die keine Maschine arbeitet im Jahre weil sie will das heißt jetzt die gesamt Entropie Änderung gleich 0 die
Korrelation dieser beiden Gleichungen allgemeinen kanonischen Wirkungsgrad zu C H 1 Thilo durch die Halle dies eine der wichtigsten
300 habe Dynamik sie limitiert die Umwandlung von Wärme in Arbeit
der Temperaturunterschied Nievos bei einer Wärmekraftmaschine bestimmt den Wirkungsgrad der Wärmekraftmaschine mit den
beiden Temperaturniveau S 0 Grad Celsius 100 Grad Celsius dies also einen Wirkungsgrad von circa 25 Prozent dann 100 Prozent Wärme aus dem hohem Temperaturniveau werden nur 25 Prozent in Arbeit umgewandelt die restlichen 50 Prozent Pflichten als Abwärme in der ewige Temperaturniveau fassen wir zusammen die
konnotieren Transportprozesse Wärmeleitfähigkeit in die Fusion können durch ähnliche Gesetze geschrieben werden es sind die politischen Gesetze und die Fiction Gesetze kleine und leichte Gase
transportiert die Wärme am besten und die fundierte auch am schnellsten der die komplette Umwandlung von
Arbeiten Wärme problemlos ist ist die Umwandlung von Wärme in Arbeit müsse einen gewissen gerade möglich dieser Wirkungsgrad Cranach kann nicht größer werden als Täter T durch die Halle mehr
Informationen hierzu wie immer in den Büchern in ausführlicheren Videos oder in der Vorlesung bedanke mich für die Aufmerksamkeit
Physical chemistry
Process (computing)
Konzentration
Chemisches Potenzial
Konzentration
Mass transfer
Human body temperature
Transport
Amount of substance
Energietransfer <Mikrophysik>
Conformational isomerism
Transport
Density
Rural area
Gas
Differential calculus
Leichtes Gas
Gas
Collision
Nachweis
Mass transfer
Amount of substance
River
Amount of substance
Sugar
Konzentration
Sugar
Konzentration
Leichtes Gas
Ore
Process (computing)
Ore
Heißwasser
Process (computing)
Dilution (equation)
Dilution (equation)
Gangrän
Heißwasser
Caramel
Ether
Volumetric flow rate
Volumetric flow rate
Volumetric flow rate
Camel <Marke>
Ore
Volumetric flow rate
Leichtes Gas
Physical chemistry
General chemistry
Physical chemistry
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