Download PDF by Andreas Pfennig: Thermodynamik der Gemische

By Andreas Pfennig

ISBN-10: 3642189237

ISBN-13: 9783642189234

ISBN-10: 3642623565

ISBN-13: 9783642623561

Thermodynamik der Gemische

In diesem Lehrbuch werden die Grundlagen der Gemisch-Thermodynamik vorgestellt, wie sie der Verfahrensingenieur und andere Ingenieurdisziplinen heute verwenden. Neben der schrittweisen und konsequenten Herleitung der mathematischen Beziehungen zwischen thermodynamischen Größen, die das Grundgerüst der Thermodynamik bilden, werden als Materialgleichungen sowohl Zustandsgleichungen als auch GE-Modelle vorgestellt. Besonderer Wert wird dabei auf eine fundamentale Darstellung der Bezugszustände und ihre sinnvolle Wahl gelegt. Den Modellen werden scan und reales Stoffverhalten gegenübergestellt, insbesondere werden auch einfache molekulare Konzepte diskutiert, die eine qualitative Einordnung des Gemischverhaltens ermöglichen. Dabei werden Elektrolyte und Polymere mit berücksichtigt. Kapitel zu Messmethoden, Phasengrenzen und chemischen Reaktionen runden das Buch ab.

Das Buch wendet sich an Studenten der Verfahrenstechnik und der Physikalischen Chemie ebenso wie an andere Ingenieure, die ein solides thermodynamisches Rüstzeug für die Charakterisierung von Gemischen benötigen. Durch den konsequenten Aufbau eignet sich das Buch auch zum Selbststudium. Beispielhafte Aufgaben mit skizzierten Lösungen im Anhang unterstützen das Erarbeiten des Stoffs. Eine Formelsammlung als schnelle Referenz für Anwender vervollständigt die ‚Thermodynamik der Gemische’.

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5) folgt HjiG = UjiG + RT . 4) Berücksichtigt man außerdem Gl. 5) so lässt sich Gl. 2 umformen zu T UjiG (T ) iG Cp,j (T )dT − RT + HjiG (T 0 ) . 6) T0 HjiG (T 0 ) iG ist dabei die molare Enthalpie der Komponente bei T 0 und Cp,j die temperaturabhängige molare isobare Wärmekapazität dieser Komponente. Beide Größen sind unter Bedingungen zu bestimmen, bei denen der beiG trachtete reine Stoff sich wie ein ideales Gas verhält, dann sind HjiG und Cp,j wiederum auf Grund der fehlenden molekularen Wechselwirkungen druckunabhängig.

13 auf Gl. 17 bedeutet gleichzeitig eine Verringerung der Zahl der unabhängigen Variablen um eins, da bei Gl. 19) i=1 stets erfüllt sein muss, während in Gl. 13 alle ni unabhängig voneinander sind. Gl. 18 kann genutzt werden, um weitere Zustandsgrößen zu definieren. Die Zusammenfassung unterschiedlicher Terme von Gl. 2 U, A, H und G als Fundamentalgleichungen Beispielhaft soll hier das totale Differential der molaren freien Energie A ermittelt werden. Aus Gl. 21 ergibt sich dA = dU − T dS − S dT .

7 Stabilität Mit Gl. 58 bzw. im letzten Abschnitt sind formale Bedingungen für das Gleichgewicht angegeben. Allgemein unterscheidet man nun aber verschiedene ’Gleichgewichts’-Zustände eines Systems, die in Abb. 8 anhand einer Kugel auf einer Fläche mechanisch gedeutet sind. Das stabile Gleichgewicht entspricht dabei dem Zustand, der im oben dargestellten strengen Sinn dem thermodynamischen Gleichgewicht entspricht. Metastabile Zustände sind lediglich gegenüber kleinen Störungen stabil, instabil dagegen bezüglich größerer Systemveränderungen.

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Thermodynamik der Gemische by Andreas Pfennig


by Kenneth
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