Physikalische Chemie

  1. Entropie und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik
    Chemische Thermodynamik > Zustandsgrößen und ihre Regeln > Entropie und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik
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    ... Vorhersage ist mit der Entropie und dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik möglich. Ein freiwillig ablaufender Prozess wird auch als spontan bezeichnet.Im Allgemeinen verlaufen chemische oder physikalische Prozesse nicht unabhängig von ihrer Umgebung. Vielmehr beeinflussen sich System und Umgebung gegenseitig (Ausnahme: abgeschlossene Systeme). Dadurch ergibt sich folgendes (δ ist die differentielle Änderung):Bei einer spontanen Zustandsänderung steigt die Entropie. Wärme ...
  2. Auf einen Blick: Hauptsätze der Thermodynamik
    Chemische Thermodynamik > Auf einen Blick: Hauptsätze der Thermodynamik
    Im Folgenden werden alle Hauptsätze und Zustandsgrößen übersichtlich zusammengefasst.HauptsatzErläuterungenFormeln0Stehen zwei Systeme mit einem dritten im Gleichgewicht, so stehen sie auch zueinander im Gleichgewicht; zwei Systeme, die miteinander in Kontakt stehen, haben die gleiche Temperatur.Wurde nachträglich hinzugefügt und ist die Basis der anderen!1Die innere Energie kann durch Übertragen von Arbeit oder Wärme geändert werden. Energie wird ...
  3. Chemische Thermodynamik und Energetik
    Chemische Thermodynamik > Fundamentale Begriffe der Chemie > Chemische Thermodynamik und Energetik
    Auch das Wort Thermodynamik hat griechische Wurzeln, so ist es zusammengesetzt aus thermos = warm/heiß und dynamis = Kraft. Ursprünglich bezeichnete man damit die Lehre, die sich mit den Vorgängen befasst, die in Wärmekraftmaschinen ablaufen – die Thermodynamik ist ganz klar ein Kind des Dampfmaschinenzeitalters, im Laufe der Jahre aber durchaus „erwachsen“ geworden.So lag ihr Ursprung in den Arbeiten des französischen Physikers Nicolas Léonard Sadi ...
  4. Systemarten & Reaktionsbedingungen
    Chemische Thermodynamik > Grundlagen > Systemarten & Reaktionsbedingungen
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    Ein thermodynamisches System kann man sich als eine definierte Menge Materie vorstellen, die sich vom Rest des Universums – mehr oder weniger – abgegrenzt präsentiert. Innerhalb dieser Grenzen unterliegt sie dann den Gesetzen der Thermodynamik.Man unterteilt dabei in 3 Arten von Systemen.Schauen wir uns genauer an, worin ihre Eigenschaften bestehen und was in ihnen passieren kann: Das offene System ist, wie der Name schon sagt, offen und lässt somit sowohl Materie als auch ...
  5. Chemische Thermodynamik
    Chemische Thermodynamik
    Die chemische Thermodynamik beschäftigt sich mit der Umverteilung von Energie, ihrem Übergang in verschiedene Formen und ihre Korrelation mit mechanischer Arbeit, dabei immer bezogen auf chemische Reaktionen.
  6. Anwendungsbeispiele zum Verständis der Thermodynamik
    Chemische Thermodynamik > Anwendungsbeispiele zum Verständis der Thermodynamik
    Im Folgenden nun zwei Anwendungen der Thermodynamik:1. quantitativ: die Bestimmung der Wärmekapazität eines Kalorimeters2. qualitativ: der Taschenwärmer
  7. Exkurs: Katalyse
    Kinetik: rund um die Reaktionsgeschwindigkeit > Biokatalysator Enzym - Enzymkinetik > Exkurs: Katalyse
    Reduktion der Aktivierungsenergie durch einen Katalysator
    Definition Katalysator:„Katalysator (von der Katalyse, griechisch, katálysis – Auflösung mit lateinischer Endung) bezeichnet in der Chemie einen Stoff, der die Reaktionsgeschwindigkeit einer chemischen Reaktion erhöht, ohne dabei selbst verbraucht zu werden. Dies geschieht durch Herabsetzung der Aktivierungsenergie.Reduktion der Aktivierungsenergie durch einen KatalysatorKatalysatoren ändern somit die Kinetik chemischer Reaktionen, ohne deren Thermodynamik zu verändern. ...
  8. Energie
    Chemische Thermodynamik > Fundamentale Begriffe der Chemie > Energie
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     Viel hört man über Energie: Die Energiekosten würden steigen, die Energiepolitik müsse handeln, wir bräuchten mehr regenerative Energie(n) ..., dann wieder soll Traubenzucker Energie liefern, wenn es einem selbst an der nötigen Energie für etwas fehlt …!?Aber was genau verbirgt sich hinter diesem Wort?Betrachten wir diesen Begriff einmal genauer. „Energie“ kommt aus dem Griechischen: „energeia“, was Tatkraft bedeutet. In den ...
Physikalische Chemie
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Stoffwechsel

  1. Energieumwandlung
    Grundlagen des Stoffwechsels > Energieumwandlung
    Leben findet vorwiegend bei Temperaturen von 20–40 °C statt. Trotz dieser gemäßigten Bedingungen (25 °C, 1013 mbar, pH-Wert 7) können organische Verbindungen in biologischen Systemen in Gegenwart von Sauerstoff zu CO2 und H2O umgesetzt, d.h. oxidiert werden. Ohne die Hilfe von Enzymen und der geschützten Umgebung innerhalb der Zelle ist die Umsetzung von chemischen Komponenten unendlich langsam, d.h., die Reaktionsgeschwindigkeit ist sehr ...
  2. Fließgleichgewicht und Regulation des Stoffwechsels
    Grundlagen des Stoffwechsels > Fließgleichgewicht und Regulation des Stoffwechsels
    Fliegleichgewicht.
    Das Fließgleichgewicht ist ein für den Stoffwechsel sehr wichtiger Begriff.Unter Fließgleichgewicht oder steady state versteht man einen stationären Zustand, bei dem kontinuierlich Substanzen (Edukte) in ein System einströmen und Reaktionsprodukte herausgeschleust werden.Modell eines Fließgleichgewichts. Die Flüssigkeit in den "Glasbehältern" fließt der letzten Reaktion "entgegen". Überträgt man das Fließgleichgewicht auf die Stoffwechselvorgänge ...
Stoffwechsel
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Anorganische Chemie

  1. Chemische Reaktionen
    Chemische Reaktionen
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    Die Atome sind die kleinsten Bausteine. Durch Elektronenaufnahme oder -abgabe können daraus verschiedene Ionen entstehen.  Atome und/oder Ionen können untereinander Bindungen eingehen und ergeben neue Verbindungen, die durch ihre Moleküle repräsentiert werden.Merke: Moleküle sind Teilchen aus mindestens 2 Bindungspartnern gleicher oder ungleicher Natur, z.B. Sauerstoffmolekül (O2) oder Wassermolekül (H2O).Diese Moleküle können wiederum Reaktionen ...
  2. Nernst-Gleichung
    Donator-Akzeptor-Prinzip > Redox-Chemie > Redoxreaktionen: Elektrochemie > Nernst-Gleichung
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    Die Nernst-Gleichung beschreibt den gerade beschriebenen Zusammenhang zwischen Elektrodenpotential eines beliebigen Redoxsystems und der Elektrolyt-Konzentration. Walter Nernst hat diese Gesetzmäßigkeit auf thermodynamischem Wege gefunden.Abbildung 24: Allgemeine Nernst-GleichungDie in Abb. 24 auftauchenden Größen werden in Tabelle 3 erklärt.Tabelle 3: Erklärung der Größen aus der NERNST-GleichungBei Raumtemperatur (T = 298 K) und nach Umformung des natürlichen ...
Anorganische Chemie
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Grundlagen der Analysis (Analysis 1)

  1. Der Hauptsatz der Integral- und Differenzialrechung
    Einführung in die Integralrechnung > Der Hauptsatz der Integral- und Differenzialrechung
    Der Hauptsatz der Differential- und Integralrechnung gliedert sich in zwei Teile:Für eine stetige Funktion f wird durch$$A(x) :=\int_{a}^{x}{ f(x) dx }$$ eine Stammfunktion A(x) zu f(x) definiert. A(x) wird auch Integralfunktion und Flächeninhaltsfunktion genannt.Es gilt $$A´(x) :=(\int_{a}^{x}{ f(x) dx })´=f(x) $$Jede andere Stammfunktion von f hat die Form F(x) = A(x) + c Ist F(x) eine Stammfunktion von f(x), so gilt $$\int_{a}^{b}{ f(x) dx }=F(b)-F(a)$$$$\int_{a}^{b}{ f(x) ...
Grundlagen der Analysis (Analysis 1)
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Ladungen und Felder

  1. Homogenes Feld
    Elektrische Ladungen und Felder > Elektrische Feldkonfigurationen > Homogenes Feld
    Kommen wir nun zu dem homogenen elektrischen Feld, welches eine noch einfachere Konfiguration als das radialsymmetrische Feld besitzt.Es wird sich zeigen, dass das homogene elektrische Feld in allen Punkten des Raumes eine konstante Richtung und einen konstanten Betrag besitzt. Es ist somit das einfachste denkbare elektrische Feld. Es stellt sich die Frage: Wie lässt sich das homogene elektrische Feld im Experiment realisieren?Betrachten wir dazu zwei hinreichend große entgegengesetzt ...
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Relativitätstheorie

  1. Relativistische Energie
    Dieser Text ist als Beispielinhalt frei zugänglich!
    Relativistische Dynamik > Relativistische Messgrößen > Relativistische Energie
    Wir wissen aus der klassischen Mechanik, dass die Formel für die kinetische Energie eines Körpers der Masse $m$, der sich mit der Geschwindigkeit $v$ bewegt, $E_{kin}=\frac{1}{2}mv^2$ lautet. Dieser Zusammenhang muss aber in der Relativitätstheorie einer Revision unterzogen werden. Ausgehend von den relativistischen Formeln für Masse und Impuls wollen wir uns dieser Aufgabe nun widmen.Ausgangspunkt sei ein Körper, der zu Beginn seiner Bewegung die Geschwindigkeit Null hat ...
Relativittstheorie
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Zytologie

  1. Die Zelle als offenes System
    Organisationsebenen des Lebens > Die Zelle als offenes System
    Adenosintrophsophat
    Die Zelle wird im Allgemeinen aus thermodynamischer Sicht als offenes System bezeichnet. Das offene System betreibt mit seiner Umgebung Stoffaustausch und Energieaustausch.In dem System Zelle werden ständig Produkte entzogen und notwendige Edukte zugeführt. Durch den ständigen Zufluss bzw. Abfluss von Molekülen und damit Energie kann sich kein chemisches Gleichgewicht einstellen. Erst mit dem Tode kommt dieser Prozess zum Stillstand.Zelle: offen für Energie- und StoffaustauschATP ...
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