Aus dem Lexikon:
Ther|mo|dy|na|mik: [griech. thermos „warm, heiß“ + Dynamik]: theoretische
Wärmelehre, die sich mit den Beziehungen zwischen
Wärme
und
Kraft bzw. Teilchenbewegungen und mit den durch
Wärme hervorgerufenen Erscheinungen befasst.
Thermodynamik:
Die Thermodynamik ist ein Teilgebiet der sog. physikalischen Chemie. Ihre Wurzeln liegen vor allem im 18. und
19. Jahrhundert, bei den Wissenschaftlern,
die sich mit
Gleichgewichtszuständen befassten. Daraus entstand die sog.
klassische Thermodynamik, die sich mit Gleichgewichtsänderungen bei sog.
geschlossenen Systemen, sowie unendlich langsam ablaufenden Vorgängen,
befasst. Die Zeit tritt hierbei nicht als Größe auf.
Die klassische Thermodynamik trennt die
reversiblen Abläufe, solche bei denen
sich die
Entropie nicht ändert, von den
Irreversiblen,
bei denen die
Entropie zunimmt.
Die sogenannten
Hauptsätze bilden die Grundpfeiler der klassischen Thermodynamik.
Die in neuerer Zeit entwickelte
"Thermodynamik der irreversiblen Prozesse" dagegen
befasst sich mit
Zuständen, die nicht im Gleichgewicht stehen und mit
Vorgängen, die mit einer endlichen Geschwindigkeit ablaufen, d.h. die irgendwann enden.
Außerdem betrachtet man
offene Systeme statt geschlossene und die Zeit ist
eine bedeutende Größe.
Die Thermodynamik beschreibt die
Zustände zwischen
Systemen in Bezug auf
Temperatur-,
Druck- und
Volumen
änderung und die Zusammenhänge zwischen diesen drei Variablen.
Man ändert eine oder mehrere dieser Variablen und beobachtet, wie das
System
reagiert. Durch Auswertung dieser Betrachtungen kann man sog.
Zustandsgleichungen aufstellen, die die gefundenen Zusammenhänge zwischen den Variablen beschreiben.
Weiterhin beschäftigt sich die Thermodynamik mit der Umwandlung von
Wärme
in andere
Energieformen (wie z.B. Elektrische Energie,
Arbeit, oder
Lichtenergie), als auch mit dem umgekehrten Vorgang. Es wurde bereits durch zahlreiche Experimente bestätigt,
dass diese
Energien ineinander umwandelbar sind.
Die Thermochemie beschäftigt sich auch mit den Zusammenhängen zwischen
thermischen
und chemischen
Energien. Dabei werden chemische Reaktionen und die damit in
Verbindung stehenden
Energie- und Stoffumwandlungen untersucht. Die
Energie (z.B. in Form von Licht) kann von dem
System abgegeben bzw. aufgenommen werden. Wird z.B.
Wärme frei, so nennt man
diese Reaktion exotherm (siehe
Enthalpie). Braucht sie jedoch Wärme um überhaupt
ablaufen zu können, nimmt somit
Energie auf, so nennt man die Reaktion
endotherm (siehe
Enthalpie). Die bei chemischen Reaktionen auftretenden
Wärmeeffekte sind des öfteren von größerer Bedeutung als die Reaktionsprodukte, wie z.B. bei der Verbrennung
von Kohle, Gas oder Öl zum Heizen.
Bedeutung für die Chemie:
Die Chemie als Wissenschaft hat sich eigentlich erst durch die genaue Untersuchung von physikalischen Größen
zu einer exakten Naturwissenschaft entwickelt. Dadurch hat sich das Teilgebiet, die physikalische Chemie
gebildet. Man kann durch sie chemische Abläufe und Reaktionen genauer
erklären und beschreiben. Die Thermodynamik ist ein Teil davon.
Was ist Thermodynamik?
