Thermodynamischer Prozess
Ein thermodynamischer Prozess (eine thermodynamische Transformation) ist eine Änderung des thermodynamischen Zustandes (Zustandsänderung). Im Falle eines Gleichgewichtszustandes kann dies nur mit einer Änderung eines äußeren oder mehrerer Parameter (Zustandsgröße) geschehen.
Bei quasistatischen thermodynamischen Prozessen (Gleichgewichtsprozess) werden diese Parameter so langsam verändert, dass sich das System zu jedem Zeitpunkt im Gleichgewicht (oder beliebig nahe davon) befindet, also eine Folge von Gleichgewichtszuständen durchläuft (→ infinitesimal kleine Zustandsänderungen).
Quasistatische Prozesse werden als reversibel (zeitlich umkehrbar) bezeichnet, wenn sie durch eine Umkehrung der Änderung der äußeren Parameter selbst umgekehrt werden. Die Entropie nimmt dabei nicht zu. Nicht jeder quasistatische Prozess ist reversibel.
Arten thermodynamischer Prozesse
Isobare Prozesse laufen bei konstanten Druck ab. Als Beispiel kann ein beweglicher Kolben in einem Zylinder dienen, bei dem der Druck innerhalb des Zylinders immer bei unter atmosphärischem Druck hält.
Unter einem Isochorer Prozess versteht man einen Prozess, der bei konstanten Volumen abläuft. Das System verrichtet bei Energiezufuhr keine mechanische Arbeit. Erhitzt man ein geschlossenes System, zum Beispiel Luft in einer geschlossenen Büchse, wird nur die innere Energie des Gases verändert, das heißt, dass die Temperatur und der Druck ansteigt.
Eine Isothermer Prozess ist ein Prozess, der bei konstanter Temperatur abläuft. Adiabatische Prozesse sind Prozesse bei konstanter Energie, das heißt ohne Energiezu- oder abfuhr. Reversible adiabatische Prozesse sind identisch mit Isentropen Prozessen, die bei konstanter Entropie ablaufen.
Von Isenthalpen Prozessen spricht man, wenn sich die Enthalpie eines Systems nicht ändert.
Manchmal werden diese Prozesse auch unter dem Begriff Isoprozesse zusammengefasst.
Literatur
- Arieh Ben-Naim: Entropy Demystified. World Scientific 2007, ISBN 981-270-055-2
- J. S. Dugdale: Entropy and its Physical Meaning, 2nd Ed., Taylor and Francis (UK); CRC (US) 1996, ISBN 0-7484-0569-0
- Enrico Fermi, Termodinamica, ed. italiana Bollati Boringhieri, (1972), ISBN 88-339-5182-0;
- Enrico Fermi: Thermodynamics. Prentice Hall 1937, ISBN 0-486-60361-X
- Herbert Kroemer, Charles Kittel: Thermal Physics, 2nd Ed., W. H. Freeman Company 1980, ISBN 0-7167-1088-9
- Roger Penrose: The Road to Reality : A Complete Guide to the Laws of the Universe 2005, ISBN 0-679-45443-8
- F. Reif: Fundamentals of statistical and thermal physics. McGraw-Hill 1965, ISBN 0-07-051800-9
- Goldstein, Martin; Inge, F: The Refrigerator and the Universe. Harvard University Press 1993, ISBN 0-674-75325-9
- vonBaeyer; Hans Christian: Maxwell's Demon: Why Warmth Disperses and Time Passes. Random House 1998, ISBN 0-679-43342-2
Weblinks
Commons: Thermodynamic processes – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien