Hauptsätze der Thermodynamik

Definition

Die Hauptsätze der Thermodynamik sind die Grundprinzipien in der chemischen Energetik und helfen chemische Reaktion im Voraus zu betrachten, sowie zu bewerten. Man unterscheidet insgesamt zwischen vier Hauptsätzen (0., 1., 2. und 3. Hauptsatz der Thermodynamik), welche die vier Zustandsgrößen (Freie Enthalpie, Enthalpie, Entropie, Innere Energie) der Thermodynamik genauer beschreiben und regeln.

Nullter Haupsatz der Thermodynamik

Der nullte Hauptsatz wurde nachträglich hinzugefügt und beschreibt einen für uns alltäglich nachweisbaren Vorgang. Er beschreibt die Verbindung zwischen zwei energetischen Systemen. Stehen zwei Systeme mit einem dritten im Gleichgewicht, so stehen sie auch zueinander in einem Gleichgewicht; zwei Systeme, die miteinander in Kontakt stehen haben die gleiche Temperatur.

Erster Hauptsatz der Thermodynamik

Der erste Hauptsatz beschreibt die Enthalpie (Reaktionswärme) näher und besagt, dass die innere Energie durch Übertragen von Arbeit oder Wärme geändert werden kann. Die Energie wird nicht zerstört, sondern nur in andere Formen umgewandelt.

Formel: ΔH = ΔU + p*ΔV

Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik

Der zweite Hauptsatz erfasst die Größe der Unordnung, die Entropie. Er besagt, dass bei einer spontanen Zustandsänderung die Entropie ("reduzierte Wärme") steigt. Die Unordnung nimmt bei einer Zustandsänderung zu.

(ΔS Reaktion)= (∑S Produkte) – (∑S Edukte)

S0 = - ΔH/T

Dritter Hauptsatz der Thermodynamik

Der dritte Hauptsatz der Thermodynamik wird auch als Nernst-Wärmetheorem bezeichnet. Er besagt, dass bei Annäherung an den absoluten Nullpunkt, die Entropie gegen Null geht. Es ist jedoch nicht möglich, ein System bis zum absoluten Nullpunkt abzukühlen.