Physikalische Chemie. Peter W. Atkins
dass sich das Fachgebiet in einem steten Wandel befindet.
Abschnittsübergreifende Aufgaben
Abschnittsübergreifende Aufgaben
A3.1 Eine Probe, die 1,00 mol Gasmoleküle enthält, wird durch die Zustandsgleichung pVm = RT(1+Bp) beschrieben. Ihre Anfangstemperatur betrage 373 K. Durch Joule-Thomson-Expansion (siehe Abschn. 2.4) verringert sich ihr Druck von 100 atm auf 1,00 atm. Berechnen Sie ΔT und ΔS des Gases für diesen Prozess. Gegeben sind
A3.2 Diskutieren Sie die Zusammenhänge zwischen der thermodynamischen und der statistischen Definition der Entropie.
Jeder Fokus schließt mit Aufgaben, zu deren Lösung die kreative Anwendung von Wissen aus verschiedenen Abschnitten des Fokus nötig ist.
Zusatzinformationen
Zusatzinformation1: Die Fugazität
Zur Lösung von praktischen Aufgaben in der Physikalischen Chemie muss man oft die Betrachtung idealisierter Systeme verlassen und reale Systeme behandeln. Meist ist es dabei zweckmäßig, die für die idealen Systeme abgeleiteten Gleichungen in ihrer äußeren Form zu übernehmen und die Unterschiede zum idealen Verhalten möglichst einfach (etwa durch Korrekturterme) auszudrücken. Für die Druckabhängigkeit der molaren Freien Enthalpie eines idealen Gases gilt beispielsweise
(Z1a)
Für ein reales Gas ersetzen wir den Druck p durch einen effektiven Druck f, die Fugazität. (Die Fugazität hat die Dimension eines Drucks; der Name kommt aus dem Lateinischen und bedeutet etwa „Flüchtigkeit“). Es ist dann
(Z1b)
Hier finden Sie Material, das über die Informationen im Haupttext hinausgeht und mit dem Sie Ihr Wissen erweitern können.
Danksagung
Ein so umfangreiches Buch wie dieses hätte nicht geschrieben werden können ohne die Mitwirkung zahlreicher Personen. Wir möchten den Hunderten von Menschen danken, die zu den ersten zehn2) Auflagen der „Physikalischen Chemie“ beigetragen haben. Viele Personen, darunter auch Studierende, haben uns zur zehnten Auflage Hinweise gegeben und Entwürfe für die Kapitel der elften3) Auflage kritisch durchgesehen und kommentiert. Wir möchten den folgenden Kolleginnen und Kollegen unsere Dankbarkeit zum Ausdruck bringen:
Andrew J. Alexander, University of Edinburgh
Stephen H. Ashworth, University of East Anglia
Mark Berg, University of South Carolina
Eric Bittner, University of Houston
Melanie Britton, University of Birmingham
Eleanor Campbell, University of Edinburgh
Andrew P. Doherty, Queen’s University of Belfast
Rob Evans, Aston University
J.G.E. Gardeniers, University of Twente
Ricardo Grau-Crespo, University of Reading
Alex Grushow, Rider University
Leonid Gurevich, Aalborg University
Ronald Haines, University of New South Wales
Patrick M. Hare, Northern Kentucky University
John Henry, University of Wolverhampton
Karl Jackson, Virginia Union University
Carey Johnson, University of Kansas
George Kaminski, Worcester Polytechnic Institute
Scott Kirkby, East Tennessee State University
Kathleen Knierim, University of Louisiana at Lafayette
Jeffry Madura, University of Pittsburgh
David H. Magers, Mississippi College
Kristy Mardis, Chicago State University
Paul Marshall, University of North Texas
Laura R. McCunn, Marshall University
Allan McKinley, University of Western Australia
Joshua Melko, University of North Florida
Yirong Mo, Western Michigan University
Gareth Morris, University of Manchester
Han J. Park, University of Tennessee at Chattanooga
Rajeev Prabhakar, University of Miami
Gavin Reid, University of Leeds
Chad Risko, University of Kentucky
Nessima Salhi, Uppsala University
Daniel Savin, University of Florida
Richard W. Schwenz, University of Northern Colorado
Douglas Strout, Alabama State University
Steven Tait, Indiana University
Jim Terner, Virginia Commonwealth University
Timothy Vaden, Rowan University
Alfredo Vargas, University of Sussex
Darren Walsh, University of Nottingham
Collin Wick, Louisiana Tech University
Shoujun Xu, University of Houston
Renwu Zhang, California State University
Wuzong Zhou, St Andrews University
Wir möchten uns auch bedanken bei Michael Clugston für das Korrekturlesen des gesamten Buches sowie bei Peter Bolgar, Haydn Lloyd, Aimee North, Vladimiras Oleinikovas, Stephanie Smith und James Keeler für das Verfassen eines brandneuen Lösungsbuches. Ferner danken wir unseren Lektoren Jonathan Crowe von Oxford University Press (Vereinigtes Königreich) und Jason Noe von Oxford University Press (USA) und ihren Teams für ihre Unterstützung, ihren Rat, ihre Ermutigung und ihre Geduld.
1 2) englischen (Anmerkung des Verlags)
2 3) englischen (Anmerkung des Verlags)
Prolog – Energie, Temperatur und Chemie
Das Konzept der Energie begleitet uns in allen Themenbereichen der Chemie. Es ermöglicht uns, Molekülstrukturen, chemische Reaktionen und viele andere Vorgänge zu verstehen. Bei manchen Reaktionen wird Energie freigesetzt; andere Reaktionen benötigen die Zufuhr von Energie, um ablaufen zu können. In diesem Prolog wollen wir uns einen ersten Überblick über die Bedeutung der Energie verschaffen – die genaue