Chemische Thermodynamik (eBook)

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Walter Schreiter, Erfurt.

Vorwort 6
Inhalt 8
Verwendete Symbole und Größen 12
1 Theoretische Grundlagen 16
1.1 Nullter Hauptsatz der Thermodynamik und die thermische Zustandsgleichung 16
1.2 Erster Hauptsatz der Thermodynamik und die kalorische Zustandsgleichung 27
1.3 Zweiter und dritter Hauptsatz der Thermodynamik, die Entropie und die kanonische Zustandsgleichung 38
1.4 Partielle molare Größen 48
1.5 Thermodynamische Potenziale 54
1.6 Thermodynamisches Gleichgewicht 57
1.7 Heterogene Gleichgewichte binärer Systeme 81
1.8 Heterogene Gleichgewichte ternärer Systeme 107
2 Fragen ohne Antwort 122
2.1 Der Zustand eines Systems 122
2.2 Der nullte Hauptsatz und die thermische Zustandsgleichung der Stoffe 123
2.3 Der erste Hauptsatz – Energie 124
2.4 Entropie 127
2.5 Thermodynamische Potenziale, Gibbs- Helmholtz- Gleichungen und Kriterien der Verlaufsrichtung chemischer Reaktionen 128
2.6 Reaktionsisotherme, -isobare und -isochore 128
2.7 Nernst’sche Gleichung 129
2.8 Heterogene chemische Gleichgewichtsreaktionen 129
2.9 Partielle molare Größen und thermodynamisches Gleichgewicht, Phasenübergänge 130
2.10 Phasengleichgewichte binärer Systeme 131
2.11 Phasengleichgewichte ternärer Systeme 134
3 Fragen mit Antwort 140
3.1 Der Zustand eines Systems 140
3.2 Der nullte Hauptsatz und die thermische Zustandsgleichung der Stoffe 148
3.3 Der erste Hauptsatz – Energie 161
3.4 Entropie 184
3.5 Thermodynamische Potenziale, Gibbs- Helmholtz- Gleichungen und Kriterien der Verlaufsrichtung chemischer Reaktionen 192
3.6 Reaktionsisotherme, -isobare und -isochore 196
3.7 Nernst’sche Gleichung 208
3.8 Heterogene chemische Gleichgewichtsreaktionen 210
3.9 Partielle molare Größen und thermodynamisches Gleichgewicht, Phasenübergänge 213
3.10 Phasengleichgewichte binärer Systeme 224
3.11 Phasengleichgewichte ternärer Systeme 239
4 Aufgaben ohne Lösung 256
4.1 Ideale und reale Gase 256
4.2 Osmotischer Druck idealer Lösungen 259
4.3 Joule-Thomson-Effekt 260
4.4 Arbeit 260
4.5 Innere Energie und Enthalpie 265
4.6 Kalorimetrie 268
4.7 Satz von Hess 272
4.8 Entropie 275
4.9 Wirkungsgrad und Leistungszahl 277
4.10 Homogene chemische Gleichgewichtsreaktionen 279
4.11 Heterogene chemische Gleichgewichtsreaktionen 296
4.12 Phasengleichgewichte und Phasensysteme 301
4.13 Bioenergetik 310
5 Lösungen 326
5.1 Ideale und reale Gase 326
5.2 Osmotischer Druck idealer Lösungen 332
5.3 Joule-Thomson-Effekt 333
5.4 Arbeit 333
5.5 Innere Energie und Enthalpie 347
5.6 Kalorimetrie 353
5.7 Satz von Hess 360
5.8 Entropie 365
5.9 Wirkungsgrad und Leistungszahl 369
5.10 Homogene chemische Gleichgewichtsreaktionen 372
5.11 Heterogene chemische Gleichgewichtsreaktionen 421
5.12 Phasengleichgewichte und Phasensysteme 430
5.13 Bioenergetik 449
6 Strukturbilder und Zyklen 496
Literaturverzeichnis 504
Abbildungsverzeichnis 506
Tabellenverzeichnis 514
Namenregister 516
Sachregister 518

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„[I]n einer auffallend gut strukturierten Weise, veranschaulicht [dieses Buch] mit vielen Skizzen und Phasendiagrammen sowie erklärendem, gut lesbarem Text mit dem Ziel, die notwendige mathematische Beschreibung der nicht ganz einfachen Thermodynamik zu verdeutlichen. […]All diejenigen Leser, die Wissen durch Verständnis erschließen, wird dieses Buch ein guter Helfer sein.“
Horst Kreimes in Chemie und Schule 1/2011

„Die Antworten zu den Verständnisfragen sind klar und gut erläutert, so dass eine vernünftige Lernkontrolle gewährleistet wird. Außerdem ist das Lehrbuch didaktisch gut aufgearbeitet, weil nach einer erfolgreichen Verständnisabfrage Rechenübungen mit dazugehörigen Lösungen in zwei darauffolgenden Kapiteln angeboten werden.“
Dennis Neffgen für RWTH Aachen Fachschaft Chemie (2010)