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Kirchhoff‘scher Satz (Temperaturabhängigkeit von H)

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Academic year: 2022

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(1)

2.4. Reale Gase

2.5. Erster Hauptsatz der Thermodynamik innere Energie, Arbeit, Wärme Vorzeichenkonvention

Arbeit in der Thermodynamik - Adiabatische Expansion Wärme, Wärmekapazität, Enthalpie

Berechnung von U,H,Cp,CV für ein Ideales Gas - kinetische Gastheorie

Berechnung von U,H, Cp,CV für reale Gase (reale Stoffe) aus molekularen Eigenschaften Messung von U,H für reale Stoffe -Verknüpfung von U, H mit leicht messbaren Größen 2.6. Thermochemie

Reaktionslaufzahl χ

Reaktionsenergien und –enthalpien: rU ,rH Hess'scher Satz

Phasenumwandlungen: mH Schmelz- vH Verdampfungs- .sH Sublimationsenthalpie Standardzustand (1bar, 25°C) Symbol:

Standardbildungsenthalpie

Standardbildungsenthalpie der Elemente und von H+(aq) := 0

Kirchhoffscher Satz (Temperaturabhängigkeit von Reaktionsenthalpien) Born-Haber-Kreisprozess

o

fHo

(2)
(3)
(4)

Kirchhoff‘scher Satz (Temperaturabhängigkeit von H)

?

gesucht: Δ

r

H(T)

Edukte Produkte

Temperatur T

Edukte Δ

r

H(298 K) Produkte

298 K

f o

Δ H

Edukte

f o

Produkte

Δ H Edukte

T

p 298K

C (T)dT

 

Pr odukte

T

p 298K

C (T)dT

 

f Edukte

Δ H(T)

f

Produkte

Δ H(T)

(5)
(6)
(7)
(8)

Na (g)

 Cl (g)

NaCl (s)

gesucht:

Gitterenthalpie von NaCl

festes Kochsalz

Na+ und Cl- Ionen in der Gasphase

1 2

Na(s) 

2

Cl (g)

NaCl (s)

Spaltung von NaCl (s) in die Elemente

= -Bildungsenthalpie von NaCl(s)

+411 kJ/mol

1 2

Na(g) 

2

Cl (g)

Sublimation von Na

+107 kJ/mol

1 2

Na (g) e (g)

2

Cl (g)

Ionisierung von Na

+498 kJ/mol Na (g) e (g) Cl(g)

Dissoziation von Cl2

+122 kJ/mol

Elektronenanlagerung an Cl = -Elektronenaffinität

-351 kJ/mol

(9)

2.4. Reale Gase

2.5. Erster Hauptsatz der Thermodynamik 2.6. Thermochemie

Reaktionslaufzahl χ

Reaktionsenergien und –enthalpien: rU ,rH Hess'scher Satz

Phasenumwandlungen: mH Schmelz- vH Verdampfungs- .sH Sublimationsenthalpie Standardzustand (1bar, 25°C) Symbol:

Standardbildungsenthalpie

Standardbildungsenthalpie der Elemente und von H+(aq) := 0

Kirchhoffscher Satz (Temperaturabhängigkeit von Reaktionsenthalpien) Born-Haber-Kreisprozess

2.7 Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik

o

fHo

(10)

Quelle: Atkins

(11)
(12)

T

A

T

B

T

B

< T

A

q

A

q

B

Maschine

|q | = |q | wg. 1. HS

T

A

T

B

T

B

< T

A

q

A

q

B

Maschine w

|q | + |w| = |q | wg. 1. HS 2. Hauptsatz

Clausius:

„Es gibt keinen periodischen Kreisprozess, der nichts anderes tut als Wärme von einem kälteren in einen wärmeren Körper zu

pumpen ohne dabei einen bestimmten Betrag von Arbeit in

Wärme umzutauschen“

(13)

T

A

q

A

Maschine w

|q

A

| = |w| wg. 1. HS 2. Hauptsatz

Kelvin:

T

A

T

B

T

B

< T

A

q

B

Maschine w

|q

B

| + |w| = |q

A

| wg. 1. HS q

A

„Es gibt keine zyklisch arbeitende Maschine (Kreisprozess), die Wärme aus einem Reservoir nimmt und vollständig in mechanische Arbeit

umwandelt ohne einen Teil der Wärme in ein kälteres Reservoir zu

überführen.“

(14)
(15)

p

V Reversible Carnot-Maschine

(mit idealem Gas als Arbeitsmedium)

Isothermen Isothermen T

B

T

B

< T

A

(16)

1

2

3 4

p

V Reversible Carnot-Maschine

(mit idealem Gas als Arbeitsmedium)

T

1

= T

2

= T

A

Reservoir A bei T

A

T

3

= T

4

= T

B

Reservoir B bei T

T

1

,p

1

,V

1

T

2

,p

2

,V

2

T

3

,p

3

,V

3

T

4

,p

4

,V

4

Isothermen Isothermen Adiabaten

Adiabaten

q

A

q

B

T

B

T

B

< T

A

(17)

1

2

3 4

p

V Rückwärtslaufende Carnot-

Maschine

T

1

= T

2

= T

A

Reservoir A bei T

A

T

3

= T

4

= T

B

Reservoir B bei T

B

T

1

,p

1

,V

1

T

2

,p

2

,V

2

T

3

,p

3

,V

3

T

4

,p

4

,V

4

Isothermen Isothermen Adiabaten

Adiabaten

q

A

q

B

T

B

T

B

< T

A

(18)
(19)

T

A

T

B

T

B

< T

A

q

Ac

q

Bc

Carnot Maschine

T

A

T

B

T

B

< T

A

q

Bs

"super"

Maschine w

q

As

|q

As

| = |q

Bs

| + |w| wg. 1. HS

|q

Ac

| = |q

Bc

| + |w| wg. 1. HS w

T

A

T

B

T

B

< T

A

q

Ac

-q

As

gekoppelte Maschinen

q

Bc

-q

Bs

Widerspruch zu 2. HS !!!

(Clausius)

Annahme η

s

> η

c

→ |q

As

| < |q

Ac

|

Referenzen

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