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status: final
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# Thermodynamik

Die **Thermodynamik** ist die Lehre von Energie, Wärme, Arbeit und ihren Umwandlungen.
Sie beschreibt, wie Energie übertragen, umgewandelt und gespeichert wird.

-   **0. Hauptsatz** (*Temperaturgleichgewicht*):
    Wenn zwei Systeme jeweils mit einem dritten im thermischen Gleichgewicht stehen, dann stehen sie auch miteinander im Gleichgewicht.

    > Grundlage für die Definition von **Temperatur**.

-   **1. Hauptsatz** (*Energieerhaltung*):

    Energie kann weder erzeugt noch vernichtet, nur umgewandelt werden.

    $$
    \Delta U = Q - W
    $$

    Änderung der inneren Energie $\Delta U$ = aufgenommene Wärme $Q$ minus verrichtete Arbeit $W$.

    > Energie bleibt in einem abgeschlossenen System erhalten.

-   **2. Hauptsatz** (*Richtung von Prozessen*):
    Wärme fließt von selbst nur von warm nach kalt.
    Die Entropie $S$ (Maß für Unordnung) nimmt in einem abgeschlossenen System nie ab:

    $$
    \Delta S \geq 0
    $$

    > Prozesse sind irreversibel.

-   **3. Hauptsatz** (*absolute Temperatur*):
    Am absoluten Nullpunkt ($T = 0 \,{\rm K}$) besitzt ein perfekter Kristall die Entropie $ S = 0 $

    > Der absolute Nullpunkt ist prinzipiell unerreichbar.

:::{admonition} Synopsis
-   **0. Hauptsatz:** Temperaturvergleich
-   **1. Hauptsatz:** Energieerhaltung
-   **2. Hauptsatz:** Richtung der Prozesse (Entropie)
-   **3. Hauptsatz:** Nullpunkt der Entropie
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