Die Thermodynamik der irreversiblen Prozesse stellt einen relativ jungen Zweig der makroskopischen Physik dar, der in seinen Anwendungen ins besondere fiir die Physikalische Chemie groBe Bedeutung erlangt hat. So wendet sich die vorliegende Monographie in erster Linie an Physikochemiker und Physiker. Aber auch Chemiker und Ingenieure mit griindlicher Aus bildung in Physikalischer Chemie werden dem Text folgen konnen. Der Leser soUte die Differential- und Integralrechnung, die Elemente der Vektor rechnung und linearen Algebra sowie die Grundziige der Mechanik und Elektrodynamik beherrschen. Zwei Dinge lagen mir bei der Abfassung des Buches besonders am Herzen: die kritische Darstellung der Grundlagen und die ausfiihrliche Schilderung der Anwendungen mit experimentellen Beispielen. Zunachst wird die Verbindung zwischen den Gedankengangen der klassi schen Thermodynamik und denjenigen der thermodynamisch-phanomeno logischen Theorie der irreversiblen Vorgange aufgezeigt. Dies erfordert eine Rekapitulation der wichtigsten GesetzmaBigkeiten der klassischen Thermo dynamik. Dabei wird jedoch eine allgemeinere und pragnantere Formulie rung der Grundgesetze angestrebt. Auf diese Weise solI dargelegt werden, wie klassische Thermodynamik und Thermodynamik der irreversiblen Pro zesse in ihren Wurzeln zu einer Einheit verschmelzen. Auch wird der Giiltig keitsbereich der thermodynamisch-phanomenologischen Theorie durch grundsatzliche Betrachtungen und einfache Beispiele so klar wie moglich abgesteckt. Die Anwendung der Theorie reicht von chemischen Reaktionen und Relaxationserscheinungen in homogenen Systemen bis zu Prozessen in Systemen mit elektromagnetischen Feldern und in anisotropen Medien. AusfUhrlich werden diejenigen Gebiete behandelt, fUr die prazise experi mentelle Daten vorliegen. In anderen Fallen konnen nur Musterbeispiele durchgerechnet oder Resultate der Theorie kurz skizziert werden.
Inhaltsverzeichnis
1. Kapitel: Grundlagen. - § 1. 1: Einführung. - § 1. 2: Empirische Temperatur (Nullter Hauptsatz). - § 1. 3: Arbeit. - § 1. 4: Energie und Wärme (Erster Hauptsatz). - § 1. 5: Enthalpie. - § 1. 6: Partielle molare Größen. - § 1. 7: Wärme bei offenen Systemen. - § 1. 8: Entropie und absolute Temperatur (Zweiter Hauptsatz). - § 1. 9: Chemische Potentiale und Gibbssche Hauptgleichung. - § 1. 10: Zusammenhang zwischen Entropie und Wärme. - § 1. 11: Freie Energie und Freie Enthalpie. - § 1. 12: Charakteristische Funktionen und Fundamentalgleichungen. - § 1. 13: Gibbs-Duhemsche Beziehung. - § 1. 14: Affinität. - § 1. 15: Wärmekapazität. - § 1. 16: Komponenten, Teilchenarten, innere Parameter und innere Freiheitsgrade. - § 1. 17: Gleichgewicht und stationärer Zustand. - § 1. 18: Allgemeines Gleichgewichtskriterium. - § 1. 19: Gleichgewicht in homogenen Systemen. - § 1. 20: Gleichgewicht in heterogenen (diskontinuierlichen) Systemen. - § 1. 21: Gleichgewicht in kontinuierlichen Systemen. - § 1. 22: Stabilität und kritische Erscheinungen. - § 1. 23: Thermodynamische Funktionen bei Nichtgleichgewichtszuständen. - § 1. 24: Entropieströmung und Entropieerzeugung. - § 1. 25: Phänomenologische Ansätze. - § 1. 26: Onsagers Reziprozitätsbeziehungen. - § 1. 27: Transformationen der generalisierten Ströme und Kräfte. - § 1. 28: Irreversible Prozesse und Gleichgewicht. - 2. Kapitel: Prozesse in homogenen Systemen. - § 2. 1: Einleitung. - § 2. 2: Entropiebilanz. - § 2. 3: Reaktionsgeschwindigkeiten und Affinitäten. - § 2. 4: Phänomenologische Ansätze und Onsagers Reziprozitätssatz. - § 2. 5: Gültigkeitsbereich der phänomenologischen Ansätze. - § 2. 6: Experimentelles Beispiel. - § 2. 7: Kopplung zweier Reaktionen. - § 2. 8: Kopplungen bei beliebig vielen Reaktionen. - § 2. 9: Relaxationszeit einerReaktion. - § 2. 10: Relaxationszeiten bei beliebig vielen Reaktionen. - § 2. 11: Nachwirkungserscheinungen und Relaxationsvorgänge. - § 2. 12: Dynamische Zustandsgieichung. - § 2. 13: Nachwirkungsfunktionen. - § 2. 14: Schallgeschwindigkeit in fluiden Medien. - 3. Kapitel: Prozesse in heterogenen (diskontinuierlichen) Systemen. - § 3. 1: Einleitung. - § 3. 2: Mengenbilanz. - § 3. 3: Energiebilanz. - § 3. 4: Entropiebilanz. - § 3. 5: Dissipationsfunktion für Oleichgewichtsnähe. - § 3. 6: Phänomenologische Ansätze und Onsagers Reziprozitätssatz. - § 3. 7: Elektrokinetische Effekte. - § 3. 8: Membranprozesse in isothermen Systemen. - § 3. 9: Prozesse in nicht-isothermen Systemen. - § 3. 10: Thermomechanische Effekte (empirische und thermodynamischphänomenologische Beschreibung). - § 3. 11: Thermomechanische Effekte (experimentelle Beispiele). - § 3. 12: Thermoosmose in Zweistoffsystemen (empirische Beschreibung). - § 3. 13: Thermoosmose in Zweistoffsystemen (thermodynamisch-phänomenologische Beschreibung). - § 3. 14: Thermoosmose in Zweistoffsystemen (experimentelle Beispiele). - 4. Kapitel: Prozesse in kontinuierlichen Systemen. - A. Grundlagen. - B. Isotherme Prozesse. - C. Nicht-isotherme Prozesse. - D. Kompliziertere Prozesse. - 5. Kapitel: Stationäre Zustände. - § 5. 1: Einleitung. - § 5. 2: Homogene Systeme. - § 5. 3: Heterogene (diskontinuierliche) Systeme. - § 5. 4: Kontinuierliche Systeme. - § 5. 5: Anwendungen auf biologische Systeme. - Namenverzeichnis.
