Burkhard Lohrengel - Verfahrenstechnik für Dummies

Bei der Zustandsgröße haben Sie nur die potenzielle Energie in Zustand 1 und Zustand 2 betrachtet. Der Weg zwischen diesen beiden Zuständen interessiert Sie nicht. Der Aufwand, mit dem die 3 Personen von Zustand 1 nach Zustand 2 gelangt sind, ist dagegen völlig unterschiedlich. Während Person b wahrscheinlich ziemlich außer Atem, aber völlig unversehrt im Zustand 2 ankommt, musste sich Person a absolut nicht anstrengen. Wie unversehrt sie den Zustand 2 erreicht, bleibt allerdings fraglich. Sie sehen, das Ziel, der Endpunkt, ist entscheidend, nicht der Weg (da wird mancher Wanderer anderer Meinung sein). Betrachten wir allerdings den Prozess, wie die drei Personen von Zustand 1 nach Zustand 2 gekommen sind, hängt dieser natürlich durchaus vom zurückgelegten Weg (der geleisteten Arbeit) ab – dazu gleich mehr.

Ein System wird eindeutig durch die Angabe von Zustandsgrößen beschrieben. Es wird unterschieden zwischen

intensiven und

extensiven Zustandsgrößen.

Intensive Zustandsgrößen ändern sich bei unterschiedlicher Größe des betrachteten Systems nicht, dies gilt zum Beispiel für Druck p und Temperatur T .

Extensive Zustandsgrößen sind dagegen zur Teilchenzahl im System proportional, wie zum Beispiel das Volumen V , die Masse m oder die Stoffmenge n .

Sie können weiterhin unterscheiden in

thermische und

kalorische Zustandsgrößen.

Thermische Zustandsgrößen sind Druck p , Temperatur T , Volumen V und Konzentrationen. Thermische Zustandsgrößen sind direkt messbar.

Kalorische Zustandsgrößen sind von der »Wärme« abhängig. Dies sind zum Beispiel die innere Energie U , die Entropie S und die Enthalpie H , die Sie später noch näher kennenlernen werden. Kalorische Zustandsgrößen müssen Sie mittels der thermischen Zustandsgrößen berechnen.

Um die Abhängigkeit verschiedener Zustandsgrößen voneinander zu zeigen, werden Zustandsdiagramme verwendet. Am gebräuchlichsten ist das p , V -Diagramm, wo der Druck p über dem spezifischen Volumen v mit der Temperatur T als Parameter aufgetragen ist, siehe Abbildung 4.4. In diesem Diagramm können Sie sehr gut Linien erkennen, bei denen eine Zustandsgröße konstant bleibt:

Isotherme : Linie konstanter Temperatur,

Isobare : Linie konstanten Drucks und

Isochore (sprich »Iso-kore«): Linie konstanten Volumens.

Abbildung 4.4 p , V -Diagramm

Als Prozess wird die Änderung eines Zustands bezeichnet.

Bei einem Prozess wird der Energieinhalt eines Systems verändert, das System geht von einem Zustand in einen anderen über. Prozessgrößen beschreiben daher im Gegensatz zu Zustandsgrößen einen Prozessschritt zwischen zwei Zuständen.

Bei jedem Prozess ändert sich der Zustand des Systems, es erfolgt eine Zustandsänderung.

Prozesse können

stationär oder

instationär

ablaufen.

Bei einem stationären Prozess sind die Randbedingungen des Systems zeitlich konstant. Ein instationärer Prozess ist demgegenüber ein Prozess, bei dem sich die Randbedingungen mit der Zeit ändern.

Zusammenfassend können Sie Folgendes sagen: Der Prozess ist dafür verantwortlich, dass ein System von einem Zustand in einen anderen überführt wird.

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