Bei einem isothermen Prozess gibt es keine Änderung der inneren Energie, warum aber bei einem isobaren?
- Bei einem isothermen Prozess wird die zugeführte Wärme Q (die die Temperatur und die innere Energie erhöht) durch die Arbeit W, die das Gas in der Umgebung verrichtet (die die Temperatur und die innere Energie senkt), genau aufgehoben, so dass sich weder die innere Energie noch die Temperatur des Gases ändert.
Aber warum passiert das nicht auch beim isobaren Prozess? Dort wird doch auch Volumenarbeit vollrichtet. Doch da bleibt ein wenig was nach der Volumenarbeit übrig (in meinem Beispiel 83,15J) warum?
Angenommen das Gas hätte nur 2 Translationsfreiheitsgrade, dann wäre ∆U = 0 auch beim isobaren Prozess, da 166,29J - 166,29 J = 0J. Eine molekulare Interpretation wäre sehr hilfreich ^^
2 Antworten
Weil der isotherme Prozess dadurch definiert ist, dass sich die Temperatur nicht ändert.
Wie Du schon schriebst: Dann wäre es natürlich nicht isotherm
Isotherm ist es eben nur dann, wenn keine Energie übrig bleibt für eine Temperaturänderung.
Ja aber ich Frage mich halt ob dieser Absatz dann so richtig sein kann, warum kann dort die gesamte durch die vorherige Wärme erhöhte innere Energie wieder durch die Arbeit aufgehoben werden, während es bei einem isotherm Prozess ebenfalls Wärme hinzugeführt werden kann, dann Arbeit vollrichtet wird, damit eben p=const. *Aber* dann immer noch etwas in der Inneren Energie bleibt von der Änderung
Warum? Weil man durch die Wahl der Versuchsbedingungen (im Idealfall) dafür sorgen kann, dass ein Prozess isotherm (guter Kontakt zu einem unendlich großen Wärmereservoir) oder isobar (leichtgängiger Kolben, guter Kontakt zu einem unendlich großen Druckreservoir) oder iso-sonstwas
(https://www.chemie.de/lexikon/Zustands%C3%A4nderung.html#Begriff_in_der_Thermodynamik)
abläuft.
Danke! Also wäre dieser Ansatz "Bei einem isothermen Prozess wird die zugeführte Wärme Q (die die Temperatur und die innere Energie erhöht) durch die Arbeit W, die das Gas in der Umgebung verrichtet (die die Temperatur und die innere Energie senkt), genau aufgehoben, so dass sich weder die innere Energie noch die Temperatur des Gases ändert." falsch, da es eigentlich ein Wärmereservoir bräuchte?
Nicht falsch - das Wärmereservoir braucht es, denn irgendwoher muss die zugeführte Wärme ja kommen.
Bei idealen Gasen ist die innere Energie ausschließlich von der Temperatur abhängig und vom Druck unabhängig.
Bleiubt die Temperatur gleich, bleibt damit auch die innere Energie gleich, sonst wäre der Prozess nicht isotherm.
Wenn aber die Änderung der inneren Energie gleichg null ist, folgt aus deren Defintion:
dU = dQ + dW = 0
zwangsläufig:
dQ = - dW
dQ und dW haben denselben Betrag, aber unterschiedliche Vorzeichen. Das, was an Wärme zugeführt wird, muss an Volumenänderungsarbeit abgegeben werden. Wäre das nicht der Fall, wäre dU ≠ 0 und damit wäre der Prozess nicht mehr isotherm.
Danke, dass kann ich mir gut vorstellen wenn es eine wärmesenke und diathermische Wände gibt aber in der Definition "Bei einem isothermen Prozess wird die zugeführte Wärme Q (die die Temperatur und die innere Energie erhöht) durch die Arbeit W, die das Gas in der Umgebung verrichtet (die die Temperatur und die innere Energie senkt), genau aufgehoben, so dass sich weder die innere Energie noch die Temperatur des Gases ändert" wird nur von Energieaustausch in Form von Arbeit und nicht Wärme gesprochen, müsste dieses Gas das Arbeit an der Umgebung vollrichtet nicht wie beim isobaren Prozess ein wenig innere Energie dabei behalten? (Dann wäre es natürlich nicht isotherm)