Aufgabe: Erster Hauptsatz der Thermodynamik Übung
1. Was besagt der Erste Hauptsatz der Thermodynamik?
2. Die einem thermodynamischen System zugeführte Wärme ist gleich …?
3. Wie lautet die erste Schlussfolgerung daraus?
4. Wie lautet die zweite Schlussfolgerung daraus?
5. Was muss in einem offenen System zusätzlich in die Berechnung mit einbezogen werden?
6. Was ist der Vorteil bei stationären Prozessen und Kreisprozessen?
7. Was ist ein wichtiger Anwendungsbereich des 1. Hauptsatzes der Thermodynamik?
8. Was kann mit dem 1. Hauptsatz der Thermodynamik noch beschrieben werden?
Lösung: Erster Hauptsatz der Thermodynamik Übung
1. Der Erste Hauptsatz der Thermodynamik beschreibt den Sachverhalt, dass die Energie in einem abgeschlossenen System konstant ist.
2. Die einem thermodynamischen System zugeführte Wärme ist gleich der Summe aus der Änderung der inneren Energie des Systems und der von ihm verrichteten mechanischen Arbeit (Rudolf Clausius, 1850).
3. Die Energie wird nicht zerstört sondern nur in andere Formen umgewandelt.
4. Es ist unmöglich, ein Perpetuum mobile der ersten Art (Energieerzeugung aus dem Nichts) zu konstruieren.
5. Im offenen System müssen zudem die zusätzlich Volumenarbeit und mit Massenströmen zu- oder abgeführte Energien in die Berechnung mit einbezogen werden.
6. Bei stationären Prozessen und Kreisprozessen hingegen wird die Energiebilanz vereinfacht, da es hier keine zeitliche Änderung der Zustandsgrößen gibt.
7. Mit dem 1. Hauptsatz der Thermodynamik können Energiebilanzen für die verschiedenen thermischen Prozesse (isotherme, isobare, etc.) aufgestellt werden.
8. Auch die Wirkungsweise von Wärmekraftmaschinen kann mit dem Ersten Hauptsatz der Thermodynamik beschrieben werden.