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Über dieses Buch

Dieses in sich abgeschlossene Lehrbuch enthält eine moderne und ausführliche Darstellung der Grundlagen der phänomenologischen Thermodynamik. Der Schwerpunkt liegt auf der großen Zahl aktueller Beispiele und Anwendungen aus allen Bereichen der Naturwissenschaften wie Chemie, Physik, chemische Verfahrenstechnik, Biologie, nachhaltige Energietechnik, Geophysik, Astrophysik, Umweltchemie, Medizin und nicht zuletzt dem Alltagsleben. Dadurch wird es in besonderer Weise der wachsenden Bedeutung der Thermodynamik als Querschnittswissenschaft gerecht.

Das Buch ist geeignet zum Selbststudium, zum Nachschlagen wie auch zum Gebrauch in Grund- und Spezialvorlesungen aller naturwissenschaftlichen Studienfächer.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Grundbegriffe

Die Thermodynamik beschäftigt sich mit Gleichgewichtseigenschaften von materiellen Systemen. Ein System ist definiert als ein Materie enthaltender Bereich, der gegenüber seiner Umgebung abgegrenzt ist und der eine sehr große Zahl von Molekülen enthält, in der Größenordnung von 1023. Die Abgrenzung eines Systems gegenüber der Umgebung kann verschiedener Art sein.
Andreas Heintz

Kapitel 2. Mathematische Grundlagen zur Behandlung von thermodynamischen Zustandsfunktionen

Wir haben gesehen, dass thermodynamische Gleichgewichtseigenschaften eines Systems durch Zustandsfunktionen, also Funktionen beschrieben werden, die von mehreren Variablen abhängen, wie z. B. das Volumen V = V (p, T *, n 1 …, n k ).
Andreas Heintz

Kapitel 3. Das Volumen als Zustandsfunktion

Allgemein wird als thermische Zustandsgleichung das Volumen V eines Systems als Funktion von p, T * und den Molzahlen n 1, n 2, …, n k bezeichnet.
Andreas Heintz

Kapitel 4. Der erste Hauptsatz der Thermodynamik

An einem System, in dem der Druck pSystem herrscht, kann eine Arbeit W geleistet werden mit W > 0, z. B. durch Kompression des Systems mit einem Stempel (W = Kraft (K) mal Weg (∆l)).
Andreas Heintz

Kapitel 5. Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik

Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik kann durch zwei fundamentale Aussagen formuliert werden:
Andreas Heintz

Kapitel 6. Thermodynamik der Wärmestrahlung

Jedes materielle System, das sich bei T > 0 im thermodynamischen Gleichgewicht befindet, steht auch mit einem elektromagnetischen Strahlungsfeld im Gleichgewicht. Dieses Strahlungsfeld kann man sich als Lichtwellen oder alternativ als quantisiertes Partikelfeld vorstellen.
Andreas Heintz

Kapitel 7. Anhänge

Wir wollen drei Sätze über die Existenz und Eigenschaften integrierender Nenner für die Pfaff’sche Differentialform beweisen, um die Aussagen über die Entropie in Kap. 5, Abschn. 1 zu begründen.
Andreas Heintz

Backmatter

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