Grundlagen der Thermodynamik

Die Thermodynamik (griech. thermos = Wärme + dynamis = Kraft) oder Wärmelehre ist ein Teilgebiet der klassischen Physik. Es beschreibt den Transport und die Umwandlung verschiedener Energieformen in einem oder mehreren Systemen.

Die Thermodynamik gibt eine Antwort auf alle Probleme, die mit den Veränderungen der Materie verbunden sind, die bei Temperaturänderungen auftreten. Dazu gehören Temperaturmessung, Wärmeübertragung und -umwandlung sowie der Betrieb. Die Geschichte der Thermodynamik beginnt im 18. Jahrhundert mit der Entwicklung von Gesetzmäßigkeiten, die später zur idealen Gasgleichung zusammengefasst wurden. Zu einer eigenständigen Wissenschaft wurde die Thermodynamik jedoch erst im 19. Jahrhundert, an deren Ende sie ihren Höhepunkt erreichte. Bernoulli und Lomonosov haben herausgefunden, dass Atome und Moleküle in Abhängigkeit von der Temperatur in ständiger Bewegung sind. Unter Temperatureinfluss können Feststoffe flüssig werden und Flüssigkeiten in einen gasförmigen Zustand übergehen.

Um thermodynamische Prozesse zu beschreiben, muss man sich zunächst darauf einigen, was genau beschrieben werden soll. Dies führt zum Konzept eines thermodynamischen Systems, in dem thermodynamische Zustandsänderungen auftreten und beschrieben werden. 

Ein System wird üblicherweise als ein räumliches Gebiet definiert, in dem sich Materie in verschiedenen Zuständen befindet.

Offenes System - aus der Umgebung kann Arbeit oder Wärme und Materie auf das System übertragen werden. 

Geschlossenes System - ist durchlässig nur für Arbeit und Wärme.  

Abgeschlossenes System - weder Übertragung von Materie noch Energie jeglicher Art findet in der Umgebung und umgekehrt statt.