Zusammenfassung
In dem vorhergehenden Abschnitt über statistische Methoden haben wir gesehen, wie die verschiedenen Bewegungen molekularer Systeme zu makroskopischen Mittelwerten zusammengefügt werden können. Den unübersehbar komplizierten ungeordneten Bewegungen der Bestandteile stehen daher makroskopisch wohl definierte Begriffe wie Druck, Temperatur, Dichte gegenüber, die zwar der Mechanik entstammen, aber durch den charakteristischen Mittelungsprozeß, der zu ihnen führt, von ihr getrennt sind, ihren Rahmen sprengen und den Aufbau einer von ihr unabhängigen Thermodynamik erlauben.
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Referenzen
Der Leser, der die Anwendung auf magnetische Erscheinungen, besonders auf den Ferromagnetismus genauer kennen lernen möchte, sei auf die Behandlung in R. Beckers Theorie der Wärme, Springer 1955, Nachdruck 1961, hingewiesen. Eine noch heute nützliche, leicht lesbare Darstellung der Thermodynamik der Supraleitung ist in M. v. Laues (in vielem überholten) Büchlein „Theorie der Supraleitung“, Springer 1947, enthalten.
Ein perpetuum mobile erster Art leistet Arbeit aus Nichts und widerspricht daher dem Energiesatz. Ein perpetuum mobile zweiter Art würde z.B. ein Kraftwerk sein, das seine Energie allein aus Abkühlung des Ozeans bestreitet.
Dieser Beweis geht auf die klassischen Arbeiten des vorigen Jahrhunderts zurück, vgl. z.B. G. Kirchhoff: Vorlesungen, Band IV, Leipzig 1894, S. 58ff.
Die Erklärung dieses auf Helmholtz (1882) zurückgehenden Namens wird später auf S. 343 gegeben werden. Die weiter unten definierte freie Enthalpie ist aus der Enthalpie genau so gebildet wie die freie Energie aus der (inneren) Energie: G = H — TS; F = U — TS.
Hinsichtlich besserer Zustandsgieichungen s. etwa J. S. Rowlinson im Handbuch der Physik, Band 12 (1958), insbesondere S. 55 ff.
Vgl. für die Herleitung z.B. R. D. Present: Kinetic theory of gases, S. 103ff. New York: McGraw-Hill 1958.
In der Sprechweise von Helmholtz, zur Vermehrung der „gebundenen“ Energie TS, vgl. die Fußnote auf S. 318.
Kompliziertere Probleme wie mehratomige Moleküle und Elektronenentropie können hier nur gestreift werden. Bei Molekülen, deren Elektronenhülle bereits im Grundzustand einen Drehimpuls besitzt, ist dieser Drehimpuls nach den Gesetzen der Quantenmechanik mit demjenigen der Kernrotation zusammenzusetzen; auch diese Probleme übergehen wir hier. Nähere Angaben in übersichtlicher Form findet man in dem Buche von J. D. Fast: Entropie, Philips’ Techn. Bibl., Eindhoven 1960, dem wir auch die weiter unten benutzten Zahlenwerte zum Teil entnommen haben.
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© 1967 Springer-Verlag Berlin Heidelberg
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Flügge, S. (1967). Klassische Thermodynamik. In: Mechanik Geordneter und Ungeordneter Bewegungen. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-37824-3_4
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DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-37824-3_4
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