Freie Energie / Helmholtz E. < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 23:27 Mi 08.12.2010 | | Autor: | qsxqsx |
Hallo,
1.Frage:
Für die sogenannte freie Energie F gibt es in meinem Skript und auf Wikipedia Formeln als auch beschreibungen. Leider werd ich daraus nicht viel schlauer, im Sinne mir etwas darunter vorstellen zu können?
Wikipedia unter Freie Energie: " ...ist die Energie, die man benötigt, um ein System zu generieren, das bei definierter Temperatur T im thermischen Gleichgewicht mit seiner Umgebung steht. Für ein mechanisch isoliertes System bei konstanter Temperatur entspricht der Gleichgewichtszustand dem Minimum der freien Energie."
Was soll heissen ein System zu generieren? Aus gar nichts? Aus einem Haufen Teilchen ohne Volumen, ohne Temperatur? Aus was? Ist das so eine Energie wie bei Atombindungen die Bindungsenergie, die frei wird wenn zwei Atome zueinander finden? Kann man die freie Energie messen? Mein Problem ist: Ich habe ein Haufen Teilchen bei Temperatur T und Volumen V, wie soll ich hier eine freie Energie feststellen?
S = [mm] -\bruch{\partial F}{\partial T}
[/mm]
P = [mm] -\bruch{\partial F}{\partial V}
[/mm]
F(V,T,N) = U(S,V,N) - T*S, wobei
F(V,T,N) <=> Freie Energie
U(V,S,N) <=> Innere Energie
S <=> Entropie
--->S ist mir klar, die Entropie entspricht einfach gesagt dem ln(Anzahl Zustände)
--->U(V,S,N), dU(V,S,N) = dQ + dW, die Innere Energie Entspricht der zugeführten Wärme und/oder mechanischen Arbeit
Je mehr Wärme/mechanische Arbeit ich also zuführe, desto grösser die freie Energie. Aber wenn die Freie Energie wirklich FREIE Energie ist, dann hat sie doch eben nichts damit zu tun ob ich die Innere Energie vergrössere, nicht??
2. Frage:
Aja und was soll jetzt eigentlich der unterschied zwischen Wärme und Temperatur sein?! Ich weiss das die Frag schon sicherlich in Foren gestellt wurde, nur seh ichs trotzdem nicht. Man unterscheidet Temperatur, Wärme, mechanische Arbeit. Aber wenn die Wärme nicht gleich der Temperatur ist, so muss sie doch das gleiche wie mechanische Arbeit sein??
Ich schmeiss hier noch eine Formel für die Wärme hin, die mir jedenfalls auch nichts sagt:
dQ = [mm] -T*\bruch{\partial^{2}F}{(\partial T)^{2}}*dT [/mm] + [mm] T*\bruch{\partial S}{\partial V}*dV
[/mm]
Danke sehr.......
Gruss
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 17:33 Do 09.12.2010 | | Autor: | leduart |
Hallo
ausführlicher im Gerthsen, aber kurz: die innere energie kann man nicht vollständig in arbeit überführen. bei isothermen Prozessen ist die "freie" Energie, also die, die man in äußere Arbeit überführen kann, bei reversiblen Prozessen, bei irreversiblen wird sie zur Entropie-erzeugung verbraucht.
soweit die anschauliche bedeutung, soweit man das anschaulich nennt.
da sich in einem Exp am einfachsten T und V konstant halten lassen ist die freie energie ein besonders wichtiges thermodyn. Potential.
Gruss leduart
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 18:28 Do 09.12.2010 | | Autor: | qsxqsx |
Ich habe jetzt auch noch weiter gelesen und bin auch auf das gestossen was du da in deinem ersten Satz gesagt hast. Ich fand das war noch die beste Definition. Also danke für dein bestätigen dieser Def.
Gruss
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 18:37 Do 09.12.2010 | | Autor: | qsxqsx |
Achja, was ist mit er Wärme? Ich weiss, dass wenn man Wärme zuführt, dann muss sich nicht unbedingt die Temperatur ändern. Aber: Diese Wärme, ist das wirklich dir Wärme aus dem sprachgebrauch wie wir in brauchen? Also wenn wir sagen es ist in Raum A wärmer als in Raum B, dann meinen wir doch die Temperatur und nicht die Wärme? Oder kann es einem doch wärmer vorkommen als die Temperatur angibt wegen irgendwelchen Thermodynamischen Effekten?
Oder ist die Wärme in der Thermodynamik ein Wort unter dem man sich nicht wirkliche "wärme" vorstellen soll?
Bzw. wieso heisst es dann wärme???
Gruss
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(Antwort) fertig | | Datum: | 19:22 Do 09.12.2010 | | Autor: | leduart |
Hallo
Temperatur beschreibt einen Zustand Wärme würde man besser mit dem richtigen Wort Wärmemenge bezeichnen.
der Gebrauch von warm, kalt ,heiss, wärmer ,kälter hat damit wenig zu tun.
vielleicht nimmst du nicht das verkürzte Wort Wärme, sondern das genaue Wärmeenergie und es ist dir direkt klar dass in einem Wannenbad der Temperatur 37°C mehr Wärme(energie) drin steckt, als in einem o.2ltr glas glühwein von 80°C.
d.h. wenn man alle anderen Größen hat, volumen spez wärme Druck, dann kann man aus der temperatur die Wärmemenge bzw differenz von Wärmemengen ausrechnen.
Aber Menge Benzin ist ja auch nicht gefahrene km, obwohl man mit einigen Zusatzbed. das eine aus dem anderen rauskriegen kann.
Gruss leduart
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