Description
Book SynopsisDas Buch enthält eine grundlegende Darstellung der Wärmetheorie, die von der klassischen Gleichgewichtsthermodynamik über die kinetische Theorie zur statistischen Mechanik führt. Zahlreiche Beispiele mit ausgearbeiteten Lösungen machen den Leser mit den erarbeiteten Zusammenhängen vertraut. Die verwendeten Begriffe werden jeweils präzise erklärt.
Table of ContentsI. Thermodynamik.- 1. Grundbegriffe.- 1.1. Die Temperatur.- 1.2. Weitere Begriffe.- 2. Der 1. Hauptsatz der Thermodynamik.- 2.1. Wärmekapazität und spezifische Wärme.- 2.2. Rechenregeln für partielle Ableitungen.- 2.3. Experimentelle Prüfung und weitere Folgerungen des 1.Hauptsatzes.- 2.4. Gay-Lussac-Versuch.- 2.5. Joule-Thomson-Versuch.- 3. Der 2. Hauptsatz der Thermodynamik.- 3.1. Die Aussagen des 2. Hauptsatzes.- 3.2. Die Carnot-Maschine.- 3.3. Die thermodynamische Temperaturskala.- 3.4. Der Carnotsche Kreisprozeß des idealen Gases und die Temperaturskala.- 3.5. Die Entropie.- 3.6. Entropieändemng bei isothermer Expansion idealer Gase.- 3.7. Entropieänderung bei der Wärmeleitung.- 3.8. Entropie des idealen Gases.- 3.9. Folgerungen aus dem 2. Hauptsatz.- 3.10. Folgerungen des 2. Hauptsatzes für das ideale Gas.- 3.11. Die Adiabate einer beliebigen Substanz.- 3.12. Schallgeschwindigkeit.- 3.13. Die Adiabate idealer Gase.- 3.14. Joule-Thomson-Versuch.- 3.15. Gemische idealer Gase.- 3.16. Mischentropie, Gibbssches Paradoxon.- 3.17. Thermodynamische Potentiale.- 3.18 Gleichgewichtsbedingungen.- 3.19. Partielle Ableitungen der thermodynamischen Potentiale.- 3.20. Thermodynamische Potentiale mit variabler Molzahl.- 3.21. Maxwell-Relationen.- 3.22. Gibbs-Duhem-Beziehung.- 3.23. Legendre-Transformation.- 4. Der 3. Hauptsatz.- 5. Das van der Waalssche Gas.- 5.1. Die Zustandsgieichung des van der Waalsschen Gases.- 5.2. Berechnung der inneren Energie für das van der Waalssche Gas.- 5.3. Joule-Thomson-Kurve des van der Waalsschen Gases.- 6. Anwendung der Hauptsätze auf heterogene Systeme.- 6.1. Thermodynamische Beschreibung der Phasenübergänge.- 6.2. Maxwellsche Regel.- 6.3. Schmelzen.- 6.4. Sublimieren.- 6.5. Tripelpunkt.- 6.6. Allotrope Umwandlung.- 6.7. Methode der Lagrangeschen Multiplikatoren.- 6.8. Gibbssche Phasenregel.- 6.9. Zweistoff system Salmiak-Wasser.- 6.10. Massenwirkungsgesetz.- 6.11. System aus verdünnten Lösungen und idealen Gasen.- 6.11.1. Gefrierpunktserniedrigung einer verdünnten Lösung.- 6.11.2. Osmotischer Druck.- 7. Beispiele zur Thermodynamik.- II. Die kinetische Theorie.- 8. Transporttheorie.- 8.1. Verteilungsfunktion.- 8.2. Zweierstöße.- 8.3. Berechnung von R.- 8.4. Der inverse Stoß.- 8.5. Berechnung von $$\bar R $$.- 8.6. Das Boltzmannsche H-Theorem.- 8.7. Die Maxwell-Boltzmann-Verteilung.- 8.8. Gleichgewichtsverteilung bei äußerem Kraftfeld.- 8.8.1. Barometrische Höhenformel.- 8.8.2. Mittlere Energie eines Kristalls der Temperatur T.- 8.8.3. Sedimentationsgleichgewicht.- 8.9. Die Thermodynamüc des idealen Gases.- 8.10. Diskussion des H-Theorems.- 9. Transporterscheinungen.- 9.1. Die mittlere freie Weglänge.- 9.2. Näherung des Stoßterms bei kleiner Abweichung vom Gleichgewicht.- 9.3. Transporterscheinungen.- 9.4. Diffusion.- 9.5. Innere Reibung (Viskosität).- 9.6. Wärmeleitung.- 9.7. Zusammenfassung der Transporterscheinungen.- 9.8. Lösung der Wärmeleitungsgleichung.- 9.8.1. Lösung des Anfangswertproblems.- 9.8.2. Anfangsbedingungen des linearen Stabes.- 9.8.3. Isotherme Randbedingung.- 9.8.4. Adiabatische Randbedingung.- 9.8.5. Der Wärmepol.- 9.9. Elektrizitätsleitung.- 10. Beispiele zur kinetischen Theorie.- III. Statistische Mechanik.- 11. Theorie der statistischen Gesamtheiten (Ensemble-Theorie).- 11.1. Einleitung.- 11.2. Grad der Unbestimmtheit.- 11.3. Entropie als maximaler Grad der Unbestimmtheit.- 11.4. Die Wahrscheinlichkeit Wv der drei Gesamtheiten.- 11.5. Die kanonische Gesamtheit.- 11.6. Die mikrokanonische Gesamtheit.- 11.7. Die großkanonische Gesamtheit.- 11.8. Zustandssumme und Zustandsintegral.- 11.9. Der Liouvülesche Satz.- 12. Die Berechnung der kanonischen Zustandssumme.- 12.1. Berechnung der Zustandssumme eines Systems, das aus N Subsystemen besteht.- 12.2. Das klassische ideale Gas.- 13. Mikrokanonische Gesamtheit.- 14. Der Gleichverteilungssatz der Energie, seine Anwendungen auf die spezifische Wärme und seine Abweichungen.- 14.1. Der Gleichverteilungssatz der Energie.- 14.2. Spezifische Wärme nach dem Gleichverteilungssatz.- 14.3. Spezifische Wärme des idealen zweiatomigen Gases.- 14.3.1. Rotation.- 14.3.2. Para-und Orthowasserstoff.- 14.3.3. Vibration.- 14.4. Spezifische Wärme der Festkörper. Das Einsteinmodell des Kristalls.- 15. Berechnung der großkanonischen Zustandssumme.- 15.1. Maxwell-Boltzmann-Statistik.- 15.2. Ideales Gas.- 15.3. Dichteschwankungen des idealen Gases.- 15.4. Korrigierte Maxwell-Boltzmann-Statistik.- 15.5. Exakte Statistik nichtunterscheidbarer Teilchen.- 15.5.1. Bose-Einstein-Statistik.- 15.5.2. Fermi-Dirac-Statistik.- 16. Die idealen einatomigen Bose-und Fermigase.- 16.1. Das ideale Fermigas.- 16.2. Das ideale Bosegas.- 16.3. Einstein-Kondensation.- 17. Das Photonengas.- 17.1. Das Plancksche Strahlungsgesetz.- 17.2. Das Wiensche Verschiebungsgesetz.- 17.3. Historisches.- 17.4. Zustandsgieichung des Photonengases.- 17.5. Klassische Berechnung des Strahlungsgesetzes.- 18. Das Debye-Modeil.- 19. Beispiele zur statistischen Mechanik.- IV. Anhang 322.- 1. Formelsammlung.- 2. Physikalische Konstanten.- 3. Umrechnungsfaktoren.- 4. Literaturverzeichnis.- Sachwortverzeichnis.
