Skript Technische Thermodynamik

 

 

 

 

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Abb. 2.10:  Zustandsänderung, verursacht durch äußere Einwirkung auf 

das System, Prozess 

 

Bei einem geschlossenen System stehen die Zustände (1) und (2) für den zeitlichen 

Beginn und für das zeitliche Ende des Prozesses bzw. der Zustandsänderung 

(Abb. 2.10 a). Bei einem offenen System stehen die Zustände (1)  und  (2)  für den 

Eintritt des Fluides in das System bzw. für den Austritt des Fluides aus dem System 

(Abb. 2.10 b). 

 

Quasistatische und nichtstatische Zustandsänderungen  —  Unter einer Zu-

standsänderung wird lediglich der Übergang von einem Gleichgewichtszustand eines 

Systems in einen anderen verstanden, ohne die Ursache für den Übergang zu ken-

nen. Bei einer Zustandsänderung ändern mehrere Zustandsgrößen ihre Werte 

gleichzeitig. Dies lässt sich anschaulich in einem p, v-Diagramm verfolgen. Hierfür ist 

es allerdings erforderlich, zuvor zwischen quasistatischen und nichtstatischen Zu-

standsänderungen zu unterscheiden. 

Erfolgt die Veränderung des thermodynamischen Gleichgewichts eines Systems in 

infinitesimal kleinen Schritten, so befindet sich das System stets nahe an einem 

Gleichgewichtszustand. Auf diese Weise wird eine Folge von Gleich-

gewichtszuständen durchlaufen. Eine derartige Zustandsänderung wird als quasista-

tische Zustandsänderung  bezeichnet. Bei ihr gehen mikroskopische Ausgleichsvor-

gänge, die durch äußere Einwirkungen im System verursacht werden, sehr viel 

schneller vonstatten als die makroskopische Zustandsänderung. 

 

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Erfolgt zum Beispiel die Verdichtung eines Gases, indem ein Kolben langsam und 

reibungsfrei in einen Zylinder hinein gedrückt wird (Abb. 2.11 a), so bleibt das Sys-

tem während des Vorgangs quasi im Gleichgewicht. Dies ist solange richtig, wie die 

Kolbengeschwindigkeit klein ist im Vergleich zur Schallgeschwindigkeit im Gas. Da 

die Schallgeschwindigkeit je nach Gasart und Temperatur bei 300 bis 1000 m/s liegt, 

können derartige Zustandsänderungen mit Kolbengeschwindigkeiten von wenigen 

m/s als quasistatisch angesehen werden. Dies ist sogar für die thermodynamische 

Untersuchung von Kolbenverdichtern und Kolbenmotoren zulässig.