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Thermodynamik - Thermodynamisches System

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Thermodynamik

Thermodynamisches System

Um thermodynamische Untersuchungen durchführen zu können, ist es von Vorteil die betrachteten Bereiche sinnvoll abzugrenzen. Das bedeutet also, dass der Bereich auf welchen sich die Untersuchung bezieht von der Umgebung abgegrenzt wird. Dieses abgegrenzte Gebiet nennt man auch "thermodynamisches System". Alles was sich außerhalb dieses abgegrenzten Systems befindet nennt man Umgebung. Die Abgrenzung erfolgt entweder durch materielle oder durch gedachte Systemgrenzen.

Thermodynamisches System

Beispiel

Als Beispiel soll eine heiße Kanne Tee angeführt werden. Die Kanne stellt die Begrenzung zur Umgebung dar. Der Tee ist die Stoffmenge mit einer bestimmten Temperatur. Insgesamt handelt es sich also um ein thermodynamisches System.

Thermodynamisches System
Thermodynamisches System

Man kann das thermodynamische System anhand der Eigenschaften der Systemgrenzen unterscheiden in:

  • Offene thermodynamische Systeme

Ein offenes System kennzeichnet sich dadurch, dass sowohl Energie als auch die Materie an die Umgebung abgegeben werden kann. Die obige Kanne Tee ist offen.  Die Temperatur des Tees wird sich solange ändern, bis dieser die Temperatur der Umgebung angenommen hat, die Umgebung selber ändert ihre Temperatur nicht. Es kann also Wärme an die Umgebung abgegeben werden. Außerdem kann durch das Verdampfen des Tees auch Materie an die Umgebung abgegeben werden. 

  • Geschlossene thermodynamische Systeme

Bei einem geschlossenen System kann nur Energie, allerdings keine Materie an die Umgebung abgeben werden. Stellt man sich die obige Kanne Tee geschlossen vor, so kann keine Materie an die Umgebung abgegeben werden. Die Temperatur wird sich dennoch verändern, also der Tee wird auskühlen, weshalb Wärme an die Umgebung abgegeben wird.

  • Isolierte thermodynamische Systeme

Bei einem isolierten System können weder Energie noch Materie an die Umgebung abgegeben werden. Das System ist somit völlig von der Umgebung abgeschottet. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn der heiße Tee in eine Thermoskanne gefüllt wird. Sowohl die Materie als auch die Wärme werden dabei nicht an die Umgebung abgegeben.