Thermodynamische Potentiale und der dritte Hauptsatz der Thermodynamik

Zusammenfassung

In diesem Abschnitt werden nur Systeme mit einer konstanten Anzahl von Teilchen betrachtet. Grundlage der Behandlung sind der 1. und der 2. Hauptsatz der Thermodynamik. Nach dem 1. Hauptsatz (s.Gl.(180) bzw. (180a), S.112) gilt für den Zusammenhang zwischen der am System verrichteten Arbeit δQ= −pdV, der zugeführten Wärmeenergie δQ und der dadurch bedingten Erhöhung der inneren Energie dU die Beziehung

$$ \delta Q - pdV = dU,$$

(210)

wobei das δ an Stelle von d darauf hinweisen soll, dass es sich um das Differential einer Prozessgröße und nicht einer Zustandsgröße handelt (s.S.112). Den 2. Hauptsatz schreiben wir in der Form (s.Gl.(205), S.127)

$$ \frac{{\delta Q}}{T} \leqslant dS$$

(211)

mit dem Gleichheitszeichen für reversible Prozesse. Im Folgenden werden wir zunächst die thermodynamischen Potentiale und die zugehörigen natürlichen Variablen (s.u.) definieren, danach die Bedeutung dieser thermodynamischen Potentiale erläutern und schließlich die Gleichgewichtsbedingungen für Systeme mit einer konstanten Anzahl von Teilchen formulieren.

Wilhelm Ostwald: Dem Forscher ist der Zweifel nicht nur erlaubt, sondern er ist ihm oberstes Gebot. Und Ehrfurcht ist ihm ein Kunstfehler.