Thermodynamik

Thermodynamik ist ein komisches Fach. Das erste Mal, wenn man sich damit befasst, versteht man nichts davon Dieses Zitat des berühmten Physikers Arnold Sommerfeld spricht wohl vielen Studierenden der ersten Semester aus dem Herzen. In der Tat wirken die Vielzahl an thermodynamischen Größen wie Innere Energie, Enthalpie, Gibbs'sche Energie gerade für den Anfänger recht verwirrend. Zugegeben Thermodynamik ist nicht einfach, und deshalb ist ein gutes Lehrkonzept besonders wichtig. Einerseits darf der Studierende nicht mit akademischen Definitionen und mathematischen Ableitungen erschlagen, andererseits aber auch nicht mit Thermodynamik light mit trügerischem Halbwissen abgespeist werden. Das vorliegende Lehrbuch basiert auf jahrzehntelanger Lehrerfahrung der Autoren und folgt dem von Carathéodory aufgezeigten Zugang zur Thermodynamik. Dieses in den traditionellen Lehrbüchern eher seltene Konzept stellt einen mathematischen Zusammenhang zwischen den zahlreichen thermodynamischen Größen her und hat bereits Albert Einstein begeistert.

Das Lehrbuch richtet sich an alle Studenten der Chemie, der Biologie, der Physik und des Maschinenbaus im Bachelor-Studiengang. Es zeichnet sich durch eine durchgängige Herleitung aller relevanten Gesetze und Theorien auf Basis geeigneter Experimente aus. Die mathematischen Ableitungen sind ausführlicher ausgeführt als allgemein üblich, so dass insbesondere der Anfänger einen leichten Zugang zu den Themen bekommt. Zudem wird ein axiomatischer Zugang zur Thermodynamik nach Carathéodory dargeboten, der ein wesentlich vereinfachteres Verständnis der Zusammenhänge ermöglicht.

Autorentext
Prof. Dr. Günter Jakob Lauth, FH Aachen Dr. Jürgen Kowalczyk, FH Aachen

Inhalt
Vorwort.- Symbolverzeichnis.- I. Klassische Wärmelehre.- 1. Einführung.- 2. Das ideale Gas.- 3. Das reale Gas.- 4. Übungsaufgaben zur klassischen Wärmelehre.- II. Die Hauptsätze der klassischen Thermodynamik.- 5. Einführung.- 6. 0. Hauptsatz der Thermodynamik.- 7. 1. Hauptsatz der Thermodynamik.- 8. Der Carnot-Prozess und der 2. Hauptsatz der Thermodynamik.- 9. Die mathematische Struktur der Thermodynamik.- 10. Irreversible Prozesse.- 11. Spontane Prozesse bei chemischen Reaktionen.- 12. 3. Hauptsatz der Thermodynamik.- 13. Übungsaufgaben zu den Hauptsätzen der klassischen Thermodynamik.- III. Anwendungen.- 14. Chemische Reaktionen.- 15. Phasengleichgewichte bei Einkomponentensystemen.- 16. Kolligative Eigenschaften.- 17. Nicht ideale Lösungen.- 18. Nicht vollständig mischbare Mehrkomponentensysteme und deren Phasendiagramme.- 19. Übungsaufgaben zu den Anwendungen.- IV. Ein wenig Statistik.- 20. Kinetische Gastheorie.- 21. Übungsaufgaben zur Statistischen Thermodynamik.- 22. Statistisches Ensemble und Postulate der statistischen Thermodynamik.- 23. Das kanonische Ensemble.- 24. Kanonisches Ensemble und Thermodynamik.- 25. Das großkanonische Ensemble.- 26. Das mikrokanonische Ensemble.- Literatur.- Konstanten und Umrechnungsfaktoren.- Index.

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