isobare Zustandsänderung < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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Hallo,
irgendwie komme ich mit der isobaren Zustandsänderung und dem Zusammenhang zur mechanischen Arbeit nicht klar. isobar heisst ja gleicher Druck, d.h. Temperatur und Volumen verändern sich (und zwar im gleichen Verhältnis V1/V2=T1/T2, oder?)
nach dem 1.HS der Thermodynamik: dU=dQ+dW, allerdinge dU=dQ-dW falls eine Expansion stattfindet (System leistet Arbeit, d.h. es wird negative Arbeit zugeführt).
So weit, so gut. Nun kommt mein Problem: In meine Skript steht, dass bei der isobaren Zustandsänderung von aussen an einem expandierenden Gas Arbeit geleistet wird. Das verwirrt mich ein wenig, denn wenn das Gas expandiert und der Druck gleich bleibt, dann verrichtet das System doch selbst Arbeit, oder etwa nicht?
Dann zur Formel der Arbeit: W=-p*dV. Das negative Vorzeichen wird mit "von aussen geleistete Arbeit" begründet. Aber dann wechsle ich doch meinen Standpunkt im Gegensatz zu oben und schaue von ausserhalb des Systems: aha ja, negative Arbeit, denn von ausserhalb gesehen wird Arbeit verrichtet. kehre ich jedoch in das System zurück habe ich dann W=p*dV (am System wird Arbeit von aussen verrichtet, d.h. es bekommt Arbeit?) oder wie?
Wie sieht es dann mit der Änderung der inneren Energie U aus? Muss ich das negative Vorzeichen doppelt nehmen oder nicht, d.h. ist bei einer isobaren Zustandsänderung dU=dQ-p*dV oder dU=dQ+p*dV?
Verwirrte Gruesse
mond_licht
Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 10:56 Mo 26.07.2010 | | Autor: | ONeill |
Hi!
> heisst ja gleicher Druck, d.h. Temperatur und Volumen
> verändern sich (und zwar im gleichen Verhältnis
> V1/V2=T1/T2, oder?)
![[ok]](/images/smileys/ok.gif "[ok]")
> nach dem 1.HS der Thermodynamik: dU=dQ+dW, allerdinge
> dU=dQ-dW falls eine Expansion stattfindet (System leistet
> Arbeit, d.h. es wird negative Arbeit zugeführt).
Du solltest bei der richtigen Definition bleiben und die ist nach wie vor dU=dQ+dW, das Vorzeichen kann dann je nach Fall einbezogen werden.
> So weit, so gut. Nun kommt mein Problem: In meine Skript
> steht, dass bei der isobaren Zustandsänderung von aussen
> an einem expandierenden Gas Arbeit geleistet wird. Das
> verwirrt mich ein wenig, denn wenn das Gas expandiert und
> der Druck gleich bleibt, dann verrichtet das System doch
> selbst Arbeit, oder etwa nicht?
Also Du hast einen Kolben mit dem Druck [mm] p_1 [/mm] und eine Umgebung mit dem Druck [mm] p_2. [/mm] Der Koblen soll expandieren, bzw das Gas in Ihm, dazu muss die Temperatur erhöht werden. Das expandierende Gas verrichtet Arbeit.
> Dann zur Formel der Arbeit: W=-p*dV. Das negative
> Vorzeichen wird mit "von aussen geleistete Arbeit"
> begründet.
Ok Du setzt Dich in den Kolben und das System expandiert. Dann verrichtet es Arbeit an der Umgebung.
> Aber dann wechsle ich doch meinen Standpunkt im
> Gegensatz zu oben und schaue von ausserhalb des Systems:
> aha ja, negative Arbeit, denn von ausserhalb gesehen wird
> Arbeit verrichtet. kehre ich jedoch in das System zurück
> habe ich dann W=p*dV (am System wird Arbeit von aussen
> verrichtet, d.h. es bekommt Arbeit?) oder wie?
Ich glaube Du siehst es genau falsch herum, wenn ich Dich richtig verstehe.
> Wie sieht es dann mit der Änderung der inneren Energie U
> aus? Muss ich das negative Vorzeichen doppelt nehmen oder
> nicht, d.h. ist bei einer isobaren Zustandsänderung
> dU=dQ-p*dV oder dU=dQ+p*dV?
Ok vom System aus (nicht von der Umgebung!):
dU=dQ+dW=dQ-pdV
dU=c_pdT-pdV
Nun kommt es also auf die genauen Daten an...
Gruß Christian
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Hallo Christian,
danke für deine Antwort. Wenn ich das jetzt richtig verstanden habe: Vom System aus gesehen wird bei der Expansion Arbeit vom System verrichtet (und nicht von aussen Arbeit zugeführt wie es in meine Skript steht), d.h. dU=dQ+dW=dQ-p*dV.
Bei der isobaren Zustandsänderung kann aber dann auch eine Kompression stattfinden, oder? Dann wird Arbeit von aussen geleistet und die Temperatur muss abnehmen, d.h. [mm] dU=dQ+dW=-c_p*dT+p*dV [/mm] (arbeit kommt von aussen, Wärme wird abgegeben). Stimmt das nun so?
Viele Grüsse
mond_licht
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| Status: |
(Antwort) fertig | | Datum: | 12:14 Mo 26.07.2010 | | Autor: | ONeill |
Hi!
> danke für deine Antwort. Wenn ich das jetzt richtig
> verstanden habe: Vom System aus gesehen wird bei der
> Expansion Arbeit vom System verrichtet (und nicht von
> aussen Arbeit zugeführt wie es in meine Skript steht),
> d.h. dU=dQ+dW=dQ-p*dV.
> Bei der isobaren Zustandsänderung kann aber dann auch eine
> Kompression stattfinden, oder? Dann wird Arbeit von aussen
> geleistet und die Temperatur muss abnehmen, d.h.
> [mm]dU=dQ+dW=-c_p*dT+p*dV[/mm] (arbeit kommt von aussen, Wärme wird
> abgegeben). Stimmt das nun so?
Natürlich, wenn man das richtig steuert ist auch eine Kompression möglich. Dabei wird am System Arbeit geleistet. Die Temperatur der Umgebung wird idR als konstant angesehen, da die Umgebung im Vergleich zur Systemgröße praktisch unendlich ist.
Gruß Christian
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 10:57 Di 27.07.2010 | | Autor: | mond_licht |
ok, danke! :)
mond_licht
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