Um alle Funktionen dieser Seite zu nutzen, aktivieren Sie bitte die Cookies in Ihrem Browser.
my.chemie.de
Mit einem my.chemie.de-Account haben Sie immer alles im Überblick - und können sich Ihre eigene Website und Ihren individuellen Newsletter konfigurieren.
- Meine Merkliste
- Meine gespeicherte Suche
- Meine gespeicherten Themen
- Meine Newsletter
ZustandsgrößeEine Zustandsgröße ist eine makroskopische physikalische Größe oder ein Parameter in einer Zustandsgleichung, die nur vom momentanen Zustand des betrachteten physikalischen Systems abhängt und daher vom Weg, auf dem dieser Zustand erreicht wurde, unabhängig ist. Sie beschreibt also eine Eigenschaft des Systems in diesem Zustand. Beispiele sind die Energie, Entropie, Volumen, Masse, Temperatur, Druck, Dichte, Polarisation und Magnetisierung des betrachteten Systems. Den Wechsel zwischen zwei verschiedenen Zuständen und damit auch die Veränderung der Zustandsgrößen bezeichnet man als Zustandsänderung. Zwei Zustände werden dann als verschieden angesehen, wenn die numerischen Werte wenigstens einer der Zustandsgrößen verschieden sind. Weiteres empfehlenswertes Fachwissen
BeispielFür die momentane potentielle Energie einer Person auf einem Berggipfel (Zustandsgröße) ist es gleichgültig, auf welchem Weg die Person den Gipfel erreicht hat. Die aufgewendete Arbeit hingegen, die die Person aufbringen muss, um diese potentielle Energie zu erreichen, hängt natürlich vom zurückgelegten Weg ab. Dieser kann z.B. geradlinig oder entlang einer Zylinderspirale erfolgen und die Reibungsarbeit ist so auf beiden Wegen unterschiedlich (auch die Fortbewegung in der Horizontalen erfordert erfahrungsgemäß Kraft- und Arbeitsaufwand, vgl. Prozessgröße, Dissipation). Zustandsgrößen in der Thermodynamik
In der Thermodynamik erfolgt die eindeutige Beschreibung eines Systems unter anderem mittels der Zustandsgrößen Druck p, (absolute) Temperatur T, Volumen V und Teilchenzahl N bzw. Stoffmenge n, Dichte ρ, innere Energie U, Enthalpie H und Entropie S. Diese Zustandsgrößen bleiben konstant, wenn sich ein System im thermodynamischen Gleichgewicht befindet. Bei den Zustandsgrößen werden intensive und extensive Größen unterschieden. Intensive Zustandsgrößen sind von der Größe des Systems (von der Stoffmenge) unabhängig, also beispielsweise Druck und Temperatur. Extensive Zustandsgrößen sind von der Größe des Systems (von der Stoffmenge) abhängig, so wie beispielsweise Teilchenzahl und Volumen. Experimentelle Befunde zeigen, dass die genannten Größen nicht voneinander unabhängig geändert werden können, was auch in der Gibbssche Phasenregel beziehungsweise in der Festlegung des Zustands eines Systems auf eine bestimmte Anzahl Freiheitsgrade zum Ausdruck kommt. Den Zusammenhang zwischen den Zustandsgrößen eines Systems beschreiben Zustandsgleichungen. Die meisten realen Systeme können nicht durch Zustandsgleichungen beschrieben werden, da zwischen deren Zustandsgrößen keine mathematische Beziehung formuliert werden kann.
Ebenfalls nur mit einer Näherung, jedoch gültig auch für stärker reale Gase, ist die Van-der-Waals-Gleichung: Zustandsfunktionen wie die innere Energie oder die Enthalpie eines Systems sind aus den grundlegenderen Zustandsgrößen abgeleite Größen, welche man in der Zustandsgleichung in der Folge als Zustandsvariablen bezeichnet und welche daher ihrerseits wiederum Zustandsgrößen darstellen, also auch wegunabhängig sind. Hierbei entscheidet der Einzelfall, welche Größe man als Zustandsfunktion und welche man als Zustandsvariablen nutzt, so dass beispielsweise auch die Enthalpie, wie bei der Definition der freien Enthalpie, wiederum als eine Zustandsvariable genutzt werden kann. Einige Beziehungen zwischen den verschiedenen Zustandsgrößen hat man unter dem Begriff der Maxwell-Beziehungen zusammengefasst. Zustandsgrößen in der AstrophysikIn der Astrophysik charakterisieren Zustandsgrößen unter anderem Sterne, indem beispielsweise ihre Oberflächentemperatur, Schwerebeschleunigung an der Oberfläche, Leuchtkraft, Masse und Radius betrachtet werden. LiteraturSiehe auchFundamentalgleichung, stoffeigene Größe, systemeigene Größe, molare Größe, spezifische Größe, partielle Größe Links
|
|
Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Zustandsgröße aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar. |