Der erste Hauptsatz der Thermodynamik (Physik)

Wiederholungskarten zum ersten Hauptsatz der Thermodynamik. Thermodynamische Systeme: System, Grenze und Umgebung; offene, geschlossene und isolierte Systeme; thermisches Gleichgewicht und der nullte Hauptsatz; Zustandsgleichungen f(p, V, T) = 0 und pV - nRT = 0; extensive und intensive Variablen; und pV-Diagramme. Arbeit, Wärme und innere Energie: dW = p dV, W als Integral von p dV und Fläche unter einer pV-Kurve, das Vorzeichen der Arbeit bei Expansion und Kompression, die Wegabhängigkeit der Arbeit und die Arbeit bei isothermen (nRT ln(V2/V1)), isobaren (p(V2 - V1)) und isochoren (null) Prozessen; die innere Energie als gesamte molekulare Energie, E_int = (3/2) nRT für ein einatomiges ideales Gas, und der quasistatische Prozess. Der erste Hauptsatz selbst: Delta E_int = Q - W, die Vorzeichenkonventionen für Q und W, die differentielle Form dE_int = dQ - dW, die innere Energie als wegunabhängige Zustandsfunktion sowie die isothermen, zyklischen und isolierten Fälle. Thermodynamische Prozesse: isotherm, adiabatisch, isobar, isochor, zyklisch und nicht quasistatisch, mit Q = W für einen Kreisprozess. Wärmekapazitäten eines idealen Gases: C_V und C_p, Q = n C_V Delta T und Q = n C_p Delta T, dE_int = n C_V dT, die Mayer-Beziehung C_p = C_V + R, die ein-, zwei- und mehratomigen Werte und C_V = (d/2) R. Adiabatische Prozesse: Q = 0, Delta E_int = -W, pV^gamma = konstant, TV^(gamma-1) = konstant, der Adiabatenexponent gamma = C_p/C_V > 1, die steilere Adiabatensteigung, die freie Expansion bei konstanter Temperatur und das Motorklopfen.