Thermodynamische Eigenschaften der Materie

Zusammenfassung

Zur Beschreibung des Gleichgewichtszustandes einfacher Systeme hatte sich die Fundamentalgleichung U(S, V), vgl. Kap. IV, 7.4, als eine Funktion mit umfassenden Eigenschaften erwiesen. Aus ihr erhält man durch Differentiation [Gl. (103) und (104)]

$$ \left( {\frac{{\partial U}} {{\partial S}}} \right)_v = Tund\left( {\frac{{\partial U}} {{\partial V}}} \right)_s = - p $$

die Temperatur und den Druck, und man kann weiter alle anderen Zustandsgrößen wie spezifische Wärmekapazitäten, Enthalpien, Kompressibilität usw. berechnen. Die phänomenologische Thermodynamik macht jedoch keine Aussagen über die Form der Fundamentalgleichung. Diese muß man vielmehr aus Messungen bestimmen. Zur Lösung dieser Aufgabe müßte man die Variablen U, S, V unabhängig voneinander messen, man müßte also geeignete Verfahren kennen, mit denen man jede der Variablen unabhängig von den übrigen verändern und außerdem die Absolutwerte der Variablen ermitteln kann. Die praktische Durchführung dieses Vorhabens stößt auf erhebliche Schwierigkeiten, da man bekanntlich immer nur Differenzen der inneren Energie mißt und da man Entropien nicht direkt messen kann. Man kann bestenfalls Entropieunterschiede aus Meßwerten berechnen, beispielsweise aus der in einem reversiblen Prozeß zugeführten Wärme und der Temperatur, bei der die Wärme zugeführt wird.