Zusammenfassung
Wir sind nun in der Lage, bei einfachen Systemen die Richtung eines spontan ablaufenden Prozesses vorherzusagen, zum Beispiel im Fall des Wärmeübergangs oder der Durchmischung. Grundsätzlich gilt in diesen Fällen, dass die Reaktion von selbst abläuft, wenn S > 0 gilt. Können wir damit auch bei chemischen Reaktionen die Richtung eines spontan ablaufenden Prozesses vorhersagen? Woran lässt sich erkennen, in welche Richtung eine chemische Reaktion abläuft? Welche thermodynamischen Funktionen kann ich zu Hilfe nehmen, um solche Fragen zu beantworten? Die Beschreibung der Richtung von freiwillig ablaufenden Prozessen ist das Thema dieses Kapitels.
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Rudolf Julius Emanuel Clausius (* 2. Januar 1822 in Köslin; † 24. August 1888 in Bonn) war ein deutscher Physiker. Clausius gilt als Entdecker des 2. Hauptsatzes der Thermodynamik, Schöpfer der Begriffe Entropie und Virial. Clausius’ Name wird zunächst unmittelbar mit der Clausius-Clapeyron-Gleichung in Verbindung gebracht, mit deren Hilfe sich aus der Verdampfungsenthalpie, Temperatur und Volumenzunahme die Dampfdruckkurve im Zweiphasendiagramm eines Stoffes ermitteln lässt. Durch den Clausius-Rankine-Prozess, den klassischen Wasser-Dampf-Prozess zur Erzeugung von mechanischer Energie bzw. Strom aus chemisch gebundener Wärme, ist er darüber hinaus in der Energietechnik bekannt. Heute weit weniger geläufig ist, dass er grundlegende Arbeiten zur kinetischen Gastheorie und elektrolytischen Dissoziation geliefert hat. 1857 verfeinerte er August Carl Krönigs sehr einfaches gaskinetisches Modell, das dieser ein Jahr zuvor aufgestellt hatte, und führt den Begriff der mittleren freien Weglänge eines Gasmoleküls ein. Seine auch ins Englische übersetzten Arbeiten dazu veranlassten James Clerk Maxwell und später Ludwig Boltzmann zu entscheidenden Entdeckungen, die die kinetische Gastheorie maßgeblich begründen. Clausius nutzte die Ableitungen von Maxwell zur Bestimmung der molaren Refraktion eines Stoffes (Clausius-Mosotti’sche-Gleichung). Im Jahre 1850 begann Clausius sich mit dem Fachgebiet zu beschäftigen, dem er seinen größten Ruhm verdankt: der mechanischen Wärmetheorie (Thermodynamik). Clausius nahm das von Sadi Carnot bereits 1824 vorgedachte und schließlich 1842 von Julius Robert Mayer postulierte Prinzip der Energieerhaltung als 1. Hauptsatz der Thermodynamik in seine Theorie auf und gab ihm die erste quantitative Formulierung, indem er 1850 eine Beziehung zwischen der Wärmemenge q, Arbeit w und innerer Energie U aufstellte (dU = dQ + dw). Im Unterschied zur bis dahin vorherrschenden Meinung erkannte er, dass Wärme kein unveränderlicher Stoff ist, sondern nur eine Form von Energie darstellt, die sich in die bekannten anderen Formen (Bewegungsenergie usw.) umwandeln lässt. Quelle: Wikipedia.
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Lauth, G.J., Kowalczyk, J. (2015). Spontane Prozesse bei chemischen Reaktionen. In: Thermodynamik. Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-46229-4_11
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Publisher Name: Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg
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