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5. Thermodynamik und Wärme

5.1 Grundbegriffe
5.2 Thermische Ausdehnung
5.3 Statistische Mechanik
5.4 Der 1. Hauptsatz der Thermodynamik
5.5 Zustandsänderungen idealer Gase
5.6 Kreisprozesse
5.7 Entropie und 2. Hauptsatz der Thermodynamik

5.1 Grundbegriffe

Stichworte
Thermodynamik, Energieerhaltungssatz in der Thermodynamik , Adiabate , Gleichgewicht, Zustandsgröße , Zustandsgleichung , Zustandsänderung , Stoffmenge , Mol , Avogadrozahl , Molare Masse , Intensive Größe , Extensive Größe , Temperatur , Temperaturskalen

Skript Kapitel 5.1

Literaturhinweise
Kamke/Walcher - Physik für Mediziner, Kapitel 8.1, 8.2;
Hering/Martin/Stohrer - Physik für Ingenieure, Kapitel 3.1 - 3.1.3;
Dobrinski/Krakau/Vogel - Physik für Ingenieure, Kapitel 2.1;
Tipler - Physik, Kapitel 17 - 17.3;

Übungsaufgaben

Zusatzmaterialen
Gnuplot-dateien: Adiabate

5.2 Thermische Ausdehnung

Stichworte
Wärmeausdehnung , Wärmeausdehnungskoeffizient , Kompressionsmodul , Ideales Gas , Reales Gas , Universelle Gaskonstante , Boltzmann-Konstante , Isotherme , Kompressibilitätsfaktor (Realgasfaktor) , Van-der-Waals-Gleichung , Dampfdruck

Skript Kapitel 5.2

Literaturhinweise
Kamke/Walcher - Physik für Mediziner, Kapitel 8.3;
Hering/Martin/Stohrer - Physik für Ingenieure, Kapitel 3.1.4, 3.1.5;
Dobrinski/Krakau/Vogel - Physik für Ingenieure, Kapitel 2.2;
Tipler - Physik, Kapitel 20.1;

Übungsaufgaben

Zusatzmaterialen
Gnuplot-dateien: Isothermen des idealen Gases, Van-der-Waals Zustandsgleichung CO2
Herstellung von Aerogel durch Überkritische_Trocknung

5.3 Statistische Mechanik

Stichworte
Statistische Mechanik , Gleichverteilungssatz (Äquipartitionstheorem) , Freiheitsgrad , Maxwell-Boltzmann-Verteilung , Boltzmann-Faktor

Skript Kapitel 5.3

Literaturhinweise
Alonso, Finn - Physik, Kapitel 13;
Übungsaufgaben

Zusatzmaterialen
Gnuplot-dateien: Maxwell-Boltzmann-Verteilung, Boltzmann-, Bose-Einstein- und Fremi-Dirac-Verteilung

5.4 Der 1. Hauptsatz der Thermodynamik

Stichworte
Wärmekapazität, Innere Energie, Thermische Energie , Latente Wärme , der 1. Hauptsatz der Thermodynamik , Enthalpie , Phasenumwandlungen, Joule-Thomson-Effekt , Adiabatenexponent , Dulong-Petit-Gesetz

Skript Kapitel 5.4

Literaturhinweise
Kamke/Walcher - Physik für Mediziner, Kapitel 8.6;
Hering/Martin/Stohrer - Physik für Ingenieure, Kapitel 3.3.2;
Orear - Physik, Kapitel 13.1;
Dobrinski/Krakau/Vogel - Physik für Ingenieure, Kapitel 2.4;
Tipler - Physik, Kapitel 18;
Übungsaufgaben

5.5 Zustandsänderungen idealer Gase

Stichworte
Isochore Zustandsänderung, Isobare Zustandsänderung , Isotherme Zustandsänderung , Adiabatische Zustandsänderung , Poissonsches Gesetz, Polytrope Zustandsänderung

Skript Kapitel 5.5

Literaturhinweise
Kamke/Walcher - Physik für Mediziner, Kapitel 8.7;
Hering/Martin/Stohrer - Physik für Ingenieure, Kapitel 3.3.4;
Orear - Physik, Kapitel 13.4, 13.5;
Dobrinski/Krakau/Vogel - Physik für Ingenieure, Kapitel 2.4.3;
Tipler - Physik, Kapitel 18;
Übungsaufgaben
Zusatzmaterialen
Gnuplot-dateien: Polytrope Zustandsänderung

5.6 Kreisprozesse

Stichworte
Kreisprozess , Carnot-Prozess , Stirlingmotor, Otto-Prozess, Diesel-Prozess , Seiliger-Prozess , Clausius-Rankine-Prozess

Skript Kapitel 5.6

Literaturhinweise
Hering/Martin/Stohrer - Physik für Ingenieure, Kapitel 3.3.5;
Orear - Physik, Kapitel 14.1 - 14.3;
Übungsaufgaben
Zusatzmaterialen
Gnuplot-dateien: Carnot-Prozess, Wirkungsgrad des Carnot-Prozesses

5.7 Entropie und 2. Hauptsatz der Thermodynamik

Stichworte
Entropie , Reversibilität, Irreversibilität , der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik

Skript Kapitel 5.7

Literaturhinweise
Kamke/Walcher - Physik für Mediziner, Kapitel 8.8;
Hering/Martin/Stohrer - Physik für Ingenieure, Kapitel 3.3.6;
Orear - Physik, Kapitel 14;
Dobrinski/Krakau/Vogel - Physik für Ingenieure, Kapitel 2.7;
Tipler - Physik, Kapitel 19;
Übungsaufgaben

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