Der erste Hauptsatz der Thermodynamik
Physik - simpleclub
https://www.youtube.com/watch?v=Kwv3qyU7AmA

Transkript (automatisch erstellt)

0:00 Leute eigentlich können wir uns das Intro sparen denn ihr wisst ja worauf ihr geklickt habt deswegen starten wir in diesem Video mit dem ersten Hauptsatz
0:06 der [Musik] Thermodynamik klären wir erstmal kurz was die Thermodynamik überhaupt ist ihr
0:17 kennt sie wohl eher unter dem einfachen Namen Wärmelehre es geht eben um die Temperatur formal geht's in der Wärmelehre um die Verrichtung von Arbeit
0:26 durch umverteilen von Energien irgendwie tue ich also Energien umverteilen und verricht dabei Arbeit yeah die Dampfmaschine wäre ein prominentes
0:36 Beispiel dafür der Wärmeunterschied treibt die Dampfmaschine an später dazu aber mehr jetzt knalle ich euch zuerst mal den ersten Hauptsatz der
0:44 Thermodynamik vor den Latz der lautet die Summe der einem System von außen zugeführten Wärmeenergie Delta Q und der zugeführten mechanischen Arbeits Delta W
0:55 ist gleich der Zunahme der inneren Energie Delta u oder kurz Delta u = Delta Q + Delta V also die innere Energie Delta u ist unsere Wärmeenergie
1:06 Delta Q plus die mechanische arbeitsdta V zur Sicherheit dazu mal ein Beispiel wir haben ein abgeschlossenes System eine in einer Truhe eingeschlossene
1:15 Gasmischung z.B die in ihr gespeicherte Energie Delta u ist ihre innere Energie klingt logisch Delta Q ist wie gesagt die von außen zugeführte Wärmeenergie
1:25 wenn wir unter unsere Truhe ein Feuer machen dann erhitzt sich die Truhe ja mit und die innere Energie steigt und als letztes kommt die zugeführte
1:34 mechanische Arbeit Delta W z.B wenn wir die Truhe kleiner machen irgendwie zusammenpressen dann sind die Teilchen ja enger zusammen es wird wärmer in dem
1:43 Ding und die innere Energie steigt somit der erste Hauptsatz hört sich also ganz logisch an und folgt einfach nur dem Energieerhaltungssatz wie man ihn von
1:52 früher kennt nur eben mit Wärmeenergien es gibt auch noch eine andere Formulierung des ersten Hauptsatzes ein per mobile erste Art ist unmöglich
2:03 klingt mega verwirrend aber bedeutet übersetzt einfach nur wir können keine Energie aus dem Nichts ziehen unsere Energiebilanz muss immer aufgehen wie
2:11 ist der erste Hauptsatz besagt übrigens was ein perpetum Mobile ist haben wir schon mal in diesem Video hier erklärt falls ihr also absolut überhaupt kein
2:18 dunsch HT was ich du die ganze Zeit eigentlich labern tu dann klickt Moni Entschuldigung weiterdt wir müssen nämlich noch über die Vorzeichen reden
2:28 ja genau über die Vorzeichen die sind nämlich enorm wichtig wir haben ja zwei Energien angeguckt die wir hinzufügen können die Wärmeenergie und die
2:38 mechanische Arbeit fangen wir mal mit der zugeführten Wärmeenergie Delta Q an das ist jetzt einfach mal unser geschlossenes System führen wir Wärme
2:47 dem System zu dann ist Delta Q also die Änderung der Wärmeenergie größer Null klar es kommt ja was dazu führen wir Wärme aus dem System ab so ist die
2:56 Wärmezufuhr Delta Q kleiner Null eine eine negative Zufuhr bedeutet eine Abfuhr bei der zugeführten arbeitsdta W wird es etwas verzwickter drücken wir
3:07 etwas mechanisch zusammen so verrichten wir am System Arbeit und fügen ihm Energie hinzu wir sprechen dabei von mechanischer Kompression die zugeführte
3:16 Energiedifferenz ist dabei größer Null wir fügen ja hinzu wir drücken zusammen und es wird kleiner aber da Energie dazu kommt ist halt eben Delta W größer 0
3:27 expandiert das System also breitet sich aus so verrichtet es Arbeit und verliert dabei Energie die zugeführte Energiedifferenz ist dabei kleiner Null
3:36 da wir ja Energie abführen eine negative zugeführte Energie bedeutet eine abgeführte Energie bei der mechanischen Arbeit ist es also bisschen verwirrend
3:46 weil da das Volumen kleiner wird dadurch aber die Energie steigt die zugeführte mechanische Arbeit lässt sich gleicht berechnen es gilt die Formel Delta W = -
3:57 Druck p mal Delta Volumen v die Änderung der zugeführten Arbeit ist proportional zur Änderung des Volumens wenn ich mein Volumen verändere verändert sich halt
4:07 auch die mechanische Arbeit haben wir ja gesehen warum aber das Minus das gucken wir uns an einem Beispiel an wir haben ein Volumen V1 von 500 kubikm und
4:18 komprimieren auf 200 kubikme das ist eine Kompression und wir erwarten ein positives Delta W weil unsere Energie ja zunimmt wenn wir was zusammendrücken die
4:28 Differenz oder Änderung rechnet sich immer aus dem Endwert minus dem Anfangswert das steht so in Lehrbüchern bei uns hier sind es die Änderung von
4:36 unserem Volumen Delta V = 200 Kubik - 500 KUB = -300 kubikme setzen wir das in unsere Formel von gerade eben ein dann haben wir - P mal min unsere
4:50 Volumenänderung von den 300 jetzt seht ihr wir haben US mal Minus und das gibt eben plus das ist gut so denn unsere Änderung der Energie soll ja größer Null
5:01 sein wenn wir was zusammendrücken das Minus wurde also vor das P geklatscht damit am Ende das richtige Vorzeichen vor unserem Ergebnis steht das nennt man
5:10 vorzeichenkonvention denn das Minus biegt wieder alles hin den ganzen klumbunch können wir jetzt noch in den ersten Hauptsatz einsetzen Delta W ist
5:18 ja einfach - P mal Delta V mit Delta V = Endwert - Startwert also entweder ihr benutzt ganz penibel die vorzeichenkonvention und die Regel für
5:28 Delta V oder wenn ihr fitter seid könnt ihr euch natürlich einfach logisch überlegen ob jetzt Energie dazu kommt oder nicht je nachdem ob ihr das System
5:36 komprimiert oder ob es expandiert aber ihr wisst ein vorzeichendreher ändert gleich alles und nichts wird mehr sein wie es war was müsst ihr euch jetzt
5:45 merken auf jeden Fall den ersten Hauptsatz die Summe aus zugeführter Wärmeenergie Delta Q und zugeführter Arbeit Delta W ist die Zunahme Delta u
5:54 seiner inneren Energie kurz wir erfüllen den Energieerhaltungssatz Punkt fertig aus wie versprochen haben wir noch ein geiles Video zur Dampfmaschine ti
6:03 erzeugt mechanische Arbeit durch die Umverteilung von Wärmeenergie oder ihr lasst die Playlist weiterlaufen dann geht's weiter mit dem zweiten Hauptsatz
6:10 der Thermodynamik ihr dürft übrigens auch gerne ein Abo da lassen ein Like oder unsere anderen Kanäle checken ich freue mich wie immer auf Euch auf allen
6:17 Kanälen bis dann haut rein und ciao