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Thermodynamik & Entropie einfach erklärt - Innere Energie und mehr

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Annalena

5.3.2021

Chemie

Thermodynamik

Thermodynamik & Entropie einfach erklärt - Innere Energie und mehr

Die innere Energie ist ein fundamentales Konzept in der Thermodynamik, das die Gesamtenergie eines Systems umfasst. Sie beinhaltet kinetische Energie, chemische Energie und thermische Energie. Die innere Energie kann durch chemische Reaktionen verändert werden, wobei sie bei endothermen Reaktionen steigt und bei exothermen Reaktionen sinkt. Wichtige Konzepte wie Stoffliche Systeme, Hauptsätze der Thermodynamik, Reaktionswärme, Volumenarbeit und Entropie werden erläutert. Die Entropie wird als Maß für die Unordnung eines chemischen Systems definiert und spielt eine zentrale Rolle im zweiten Hauptsatz der Thermodynamik. Die Gibbs-Helmholtz-Gleichung und verschiedene Arten von Reaktionsenthalpien werden ebenfalls behandelt. Abschließend wird die Kalorimetrie als Methode zur Messung von Reaktionswärmen vorgestellt.

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5.3.2021

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Chemie

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5. März 2021

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Thermodynamik & Entropie einfach erklärt - Innere Energie und mehr

Die innere Energieist ein fundamentales Konzept in der Thermodynamik, das die Gesamtenergie eines Systems umfasst. Sie beinhaltet kinetische Energie, chemische Energie und thermische Energie. Die innere Energie kann durch chemische Reaktionen verändert werden, wobei sie bei endothermen Reaktionen steigt... Mehr anzeigen

Innere Energie
Die innere Energie umfasst die Energie formen: kem-
energie, chemische Energie und thermische Energie.
Durch chemische Reakti

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Innere Energie und Thermodynamische Grundlagen

Die innere Energie ist ein zentrales Konzept in der Thermodynamik und umfasst verschiedene Energieformen wie kinetische Energie, chemische Energie und thermische Energie. Sie wird durch chemische Reaktionen beeinflusst, wobei endotherme Reaktionen zu einer Erhöhung und exotherme Reaktionen zu einer Verringerung der inneren Energie führen. Die Änderung der inneren Energie wird durch die Formel ΔU = U₂ - U₁ ausgedrückt, wobei die Einheit Joule verwendet wird.

Definition: Die innere Energie ist die Summe aller Energieformen innerhalb eines Systems, einschließlich kinetischer, chemischer und thermischer Energie.

Es werden drei Arten von stofflichen Systemen unterschieden: offene Systeme durchla¨ssigfu¨rEnergieundStoffdurchlässig für Energie und Stoff, geschlossene Systeme nurfu¨rEnergiedurchla¨ssignur für Energie durchlässig und abgeschlossene Systeme undurchla¨ssigfu¨rbeidesundurchlässig für beides.

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Energie in einem abgeschlossenen System konstant bleibt. Energie kann weder erzeugt noch vernichtet, sondern nur in andere Formen umgewandelt werden.

Highlight: Der erste Hauptsatz der Thermodynamik ist ein fundamentales Prinzip, das die Erhaltung der Energie in abgeschlossenen Systemen beschreibt.

Die Reaktionswärme Q ist ein Maß für die Änderung der thermischen Energie und wird durch die Formel Q = m · c · ΔT beschrieben, wobei c die spezifische Wärmekapazität ist.

Die Volumenarbeit W ist die Arbeit, die ein System leistet, wenn es gegen einen äußeren Druck expandiert oder die es aufnimmt, wenn es komprimiert wird. Sie wird durch die Formel W = -p · ΔV ausgedrückt.

Example: Bei der Expansion eines Gases gegen einen äußeren Druck leistet das System Arbeit W<0W < 0, während bei der Kompression Arbeit am System verrichtet wird W>0W > 0.

Die Prozessführung beeinflusst die innere Energie: Sie steigt mit zunehmendem Druck und Temperatur, sinkt aber mit zunehmendem Volumen. Bei isochorer Prozessführung konstantesVolumenkonstantes Volumen gilt ΔU = Q, während bei isobarer Prozessführung konstanterDruckkonstanter Druck ΔH = ΔU + p · ΔV gilt.

Vocabulary: Zustandsgrößen beschreiben den aktuellen Zustand eines Systems unabhängig vom Weg dorthin U,p,T,VU, p, T, V, während Prozessgrößen vom Weg abhängen Q,WQ, W.

Die Entropie S ist ein Maß für die Unordnung eines chemischen Systems. Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik, auch Entropiesatz genannt, besagt, dass die Entropie eines abgeschlossenen Systems bei reversiblen Vorgängen konstant bleibt und bei irreversiblen Vorgängen zunimmt.

Definition: Die Entropie ist ein Maß für die Unordnung eines Systems und spielt eine zentrale Rolle in der Thermodynamik.

Die Gibbs-Helmholtz-Gleichung beschreibt die Beziehung zwischen der freien Enthalpie, der Enthalpie und der Entropie: ΔG = ΔH - T · ΔS. Diese Gleichung ist entscheidend für die Vorhersage der Spontaneität von Reaktionen.

Abschließend werden verschiedene Arten von Reaktionsenthalpien vorgestellt, darunter die molare Standardreaktionsenthalpie, die molare Bildungsenthalpie und die molare Verbrennungsenthalpie. Die Kalorimetrie wird als Methode zur Messung von Reaktionswärmen erklärt, und der Satz von Hess wird als wichtiges Prinzip zur Berechnung von Reaktionsenthalpien eingeführt.

Example: Der Satz von Hess ermöglicht die Berechnung der Reaktionsenthalpie für die Bildung von Calciumcarbonat aus Calciumoxid und Kohlenstoffdioxid durch die Kombination mehrerer Teilreaktionen.

Diese Zusammenfassung bietet einen umfassenden Überblick über die wichtigsten Konzepte der inneren Energie und Thermodynamik, die für das Verständnis chemischer Reaktionen und Prozesse von grundlegender Bedeutung sind.

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Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

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Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

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Jana V

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Lena M

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Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

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Sudenaz Ocak

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Julia S

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Marcus B

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Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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