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Systemarten & Reaktionsbedingungen

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 Energie heraus und herein. Ein Beispiel ist ein simples Reagenzglas (ohne Stopfen) im Labor. In ihm können Reaktionen stattfinden, die Energie mit dem „Rest der Welt“ austauschen. Im Normalfall merkt die Welt davon wenig, aber man selbst kann z.B. Wärmeenergie mit der Hand spüren, wenn man Säuren und Basen miteinander Reagieren lässt; man sieht das Licht des Luminols oder hört den Schall des Brummenden Gummibärchens. Aber auch Materie kann in das Reagenzglas hinein und aus ihm heraus, auch wenn sie das oft nicht soll: Das Gummibärchen fliegt im ungünstigsten Fall als brennende Kugel durch das Labor, und selbst Säuren und Laugen finden manchmal ihren Weg heraus, obwohl das nicht gewünscht ist.

 image

  •      Im geschlossenen System ist es nicht möglich, dass ein Austausch der Materie des Systems mit der der Umgebung stattfindet, allerdings kann Energie sehr wohl den Behälter passieren. Ein schönes Beispiel hierfür ist ein sog. „Knicklicht“ – ein auf Chemolumineszenz basierender Leuchtkörper, der im Idealfall seine (meist leicht gesundheitsschädlichen) Inhaltsstoffe in seinem Inneren behalten, seine Energie aber in Form von Licht der Umgebung zur Verfügung stellen soll.

 image

  •      Ein isoliertes System ist am schwierigsten zu schaffen, denn hier spielt sich alles abgeschnitten vom Rest des Universums ab. Vermutlich ist das zu 100% nur in der Theorie möglich, ein Alltagsgegenstand kommt dem aber schon relativ nahe: die Thermoskanne – sie soll weder etwas vom Getränk verlieren noch zulassen, dass dieses abkühlt, also Wärme an die Umgebung abgibt.

               image

Das System ist:image

offen

geschlossen

isoliert

Stoffaustausch?

image

-

-

Energieaustausch?

image

image

-

Beispiel:

Reagenzglas

Knicklicht

Thermoskanne

Reaktionsbedingungen

In einem System sind des Weiteren verschiedene Reaktionsbedingungen zu unterscheiden:

isochor

adiabatisch

gleichbleibendes Volumen, dabei ändert sich oft der Druck http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/14/Isochore_Zustands%C3%A4nderung.png

kein Austausch von Energie, daher nur in isolierten Systemen zu verwirklichen (grüne Linie)

image

isotherm

isobar

gleichbleibende Temperatur

File:Ideal gas isotherms.svg

gleichbleibender Druck

File:Isobare Zustandsänderung.png

p=pressure=Druck; V=Volume=Volumen
Lückentext
Bitte die Lücken im Text sinnvoll ausfüllen.
Ein isoliertes System erlaubt Energie- und Materieaustausch .
0/0
Lösen

Hinweis:

Bitte füllen Sie alle Lücken im Text aus. Möglicherweise sind mehrere Lösungen für eine Lücke möglich. In diesem Fall tragen Sie bitte nur eine Lösung ein.

Vorstellung des Online-Kurses Physikalische ChemiePhysikalische Chemie
Dieser Inhalt ist Bestandteil des Online-Kurses

Physikalische Chemie

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Diese Themen werden im Kurs behandelt:

[Bitte auf Kapitelüberschriften klicken, um Unterthemen anzuzeigen]

  • Chemische Thermodynamik
    • Einleitung zu Chemische Thermodynamik
    • Fundamentale Begriffe der Chemie
      • Einleitung zu Fundamentale Begriffe der Chemie
      • Energie
      • Chemische Thermodynamik und Energetik
    • Grundlagen
      • Einleitung zu Grundlagen
      • Erhaltungssätze
      • Systemarten & Reaktionsbedingungen
    • Zustandsgrößen und ihre Regeln
      • Einleitung zu Zustandsgrößen und ihre Regeln
      • Enthalpie
        • Einleitung zu Enthalpie
        • Der Satz von Hess
        • Kalorimetrie
      • innere Energie
      • Entropie und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik
      • Der dritte Hauptsatz der Thermodynamik
      • Freie Enthalpie
    • Auf einen Blick: Hauptsätze der Thermodynamik
    • Anwendungsbeispiele zum Verständis der Thermodynamik
      • Einleitung zu Anwendungsbeispiele zum Verständis der Thermodynamik
      • Bestimmung der Wärmekapazität eines Kalorimeters
      • Der Taschenwärmer
  • Kinetik: rund um die Reaktionsgeschwindigkeit
    • Einleitung zu Kinetik: rund um die Reaktionsgeschwindigkeit
    • Reaktionsgeschwindigkeit: beinflussende Faktoren
      • Einleitung zu Reaktionsgeschwindigkeit: beinflussende Faktoren
      • Temperatur
      • Katalysator
      • Druck und Zerteilungsgrad
    • Anwendungsbeispiele
      • Einleitung zu Anwendungsbeispiele
      • Fotometrie
      • Potentiometrie
    • Biokatalysator Enzym - Enzymkinetik
      • Einleitung zu Biokatalysator Enzym - Enzymkinetik
      • Enzyme
      • Exkurs: Katalyse
        • Einleitung zu Exkurs: Katalyse
        • Chemisorption
        • Homogene und heterogene Katalyse
        • Katalysatorgifte
      • Enzymreaktionen
        • Einleitung zu Enzymreaktionen
        • Substrat- und Wirkungsspezifität
        • Aktives Zentrum
        • Katalasereaktion – Beispiel einer Enzymreaktion
        • Michaelis-Menten-Kinetik
        • Biokatalysatoren – Einfluss von Temperatur und pH auf Enzyme
        • Enzymhemmung
          • Einleitung zu Enzymhemmung
          • Kompetitive Hemmung
          • Nichtkompetitive Hemmung
        • Denaturierung
        • Experiment: Temperaturabhängigkeit der Amylase
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