Warum ändert sich die innere Energie nicht durch druckänderungsarbeit?

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3 Antworten

Die Frage ist zwar schon etwas älter, da aber keine befriedigenden Antworten gegeben wurden, will ich es doch einmal versuchen.

Daß Druckänderungsarbeit keine Änderung der inneren Energie zur Folge hat ist falsch.

Der erste Hauptsatz für geschlossene Systeme lautet ja

∆U = Q + W, also die Änderung der inneren Energie erfolgt durch Zu- oder Abführen von Wärme oder Arbeit.

(Dass hier überhaupt zwischen Wärme und Arbeit unterschieden wird, ist ein Vorgriff auf den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik.)

Nur, wenn die Arbeit einzig in Volumenänerungsarbeit besteht wird daraus

∆U = Q - ∫ p dV (oder in differentieller Schreibweise dU = δQ - p dV)

Aus dem allgemeinen Gasgesetz folgt für eine isochore Zustandsänderung ∆p ~ ∆T. Aus der kinetischen Gastheorie folgt U = f(T). Also ändert sich auch die innere Energie.

Was die Enthalpie betrifft, wurde diese Zustandsgröße ja gerade für Zustandsänderungen bei konstantem Druck eingeführt. Dann gilt für den ersten Hauptsatz dU = δQ - p dV und aus der Definition der Enthalpie

H = U + p V

wird in differentieller Notation

dH = dU + V dp + p dV 

dH = δQ - p dV + V dp + p dV

also

dH = δQ + V dp

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Wird die Druckänderungsarbeit nicht in Form einer Art Elastizitätsenergie gespeichert?

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Kommentar von Jwolter
12.09.2016, 01:36

Beispiel, gasflasche,  führt man wärme zu so steigen druck und Temperatur des inhalts, isochore zustandsänderung.  Kla die druckänderung resultiert aus der zugeführten wäre,  ist aber ja theoretisch abführbare,  reversible Arbeit. 

Beispiel zwei: ein luftmassestrom wird erhitzt und dehnt sich aus  enthalpie ändert sich nur durch die zugeführte wärme. 

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Ich denke mit Volumenänderungsarbeit meinst du, dass z. B. ein Gas komprimiert wird, indem du es zusammendrückst.

In diesem Fall, brauchst du eine Energie, welche beim Zusammendrücken in dieses Gefäß oder was auch immer 1 : 1 übergeht.

Bei der Druckänderungsarbeit wird in ein Gas weiteres Gas hineingedrückt. Die Energie, welche du brauchst um das Gas zu komprimieren ist ebenfalls 1 : 1 die Energie, welche dann dem Behältnis innewohnt

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