Physik 3
Thermodynamik

3.1 Zustandsgrößen und Prozessgrößen

Zustandsgrößen sind physikalische Größen die  den Zustand eines physikalischen Systems beschreiben.  Bleiben die Zustandsgrößen eines Systems konstant, befindet sich das System in einem  thermodynamischen oder mechanischen Gleichgewicht. Zustandsgrößen beschreiben im Gegensatz zu Prozessgrößen den aktuellen Zustand eines Systems ohne dabei den Weg (Prozess) zu berücksichtigen, durch den das System den beschriebenen Zustand erreicht hat.

Prozessgrößen sind Größen wie mechanische Arbeit und Wärme, die den Verlauf bzw. die Ursache einer Zustandsänderung beschreiben. 
Wichtige Zustandsgrößen sind: innere Energie, Temperatur, Druck, Volumen, Stoffmenge, etc.

 

Extensive und Intensive Zustandsgrößen

Es wird weiters zwischen intensiven und extensiven Zustandsgrößen unterschieden:

  • Extensive Zustandsgrößen ändern sich direkt mit der Größe des Systems, wie  Innere Energie, Masse, Volumen, Stoffmenge  usw.
  • Intensive Zustandsgrößen ändern sich nicht mit der Größe des Systems, wie etwa Druck, Temperatur, Dichte und Stoffmengenkonzentration.

Zur Veranschaulichung kann man einen Ozean mit einem kleinen Behälter von z. B. 10 Liter vergleichen, der mit Meerwasser aus eben diesem Ozean befüllt wurde:

Der Ozean  besteht natürlich aus viel mehr Masse an Wasser und viel mehr an darin gelöstem Salz, aber das Meerwasser im Behälter hat die gleiche Temperatur, Stoffmengenkonzentration und Dichte wie das Wasser im Ozean – unabhängig davon, wie viel Salzwasser entnommen wurde.

 
Intensive Größen wie Druck, Temperatur, Dichte,  Stoffmengenkonzentration ändern sich nicht mit der Größe des Systems.

3.2 Gasgesetze

in Arbeit:

3.3 Aggregatzustände

3.4 Innere Energie, Arbeit und Wärme

3.5 Enthalpie

3.6 Hauptsätze der Thermodynamik

3.7 Wärmekraftmaschinen

3.8 Osmotischer Druck

3.9 Dichteanomalie des Wassers