This book is based on a multimedia course for biological and chemical engineers, which is designed to trigger students' curiosity and initiative. A solid basic knowledge of thermodynamics and kinetics is necessary for understanding many technical, chemical, and biological processes. The one-semester basic lecture course was divided into 12 workshops (chapters). Each chapter covers a practically relevant area of physical chemistry and contains the following didactic elements that make this book particularly exciting and understandable: - Links to Videos at the start of each chapter as preparation for the workshop - Key terms (in bold) for further research of your own - Comprehension questions and calculation exercises with solutions as learning checks - Key illustrations as simple, easy-to-replicate blackboard pictures Humorous cartoons for each workshop (by Faelis) additionally lighten up the text and facilitate the learning process as a mnemonic. To round out the book, the appendix includes a summary of the most popular experiments in basic physical chemistry courses, as well as suggestions for designing workshops with exhibits, experiments, and „questions of the day.“ Suitable for students minoring in chemistry; chemistry majors are sure to find this slimmed-down, didactically valuable book helpful as well. The book is excellent for self-study.
Ein solides Basiswissen in Thermodynamik und Kinetik ist essenziell für das Verständnis technischer, chemischer und biologischer Prozesse. Das Buch basiert auf einem multimedialen Kurs, der speziell für Bio- und Chemie-Ingenieure entwickelt wurde. Ziel ist es, die Neugier und Eigeninitiative der Studierenden zu fördern und ihnen ein tiefgehendes Verständnis der Materie zu vermitteln.
"Thermodynamik ist ein komisches Fach. Das erste Mal, wenn man sich damit befasst, versteht man nichts davon..." Dieses Zitat des berühmten Physikers Arnold Sommerfeld spricht wohl vielen Studierenden der ersten Semester aus dem Herzen. In der Tat wirken die Vielzahl an thermodynamischen Größen wie Innere Energie, Enthalpie, Gibbs'sche Energie gerade für den Anfänger recht verwirrend. Zugegeben - Thermodynamik ist nicht einfach, und deshalb ist ein gutes Lehrkonzept besonders wichtig. Einerseits darf der Studierende nicht mit akademischen Definitionen und mathematischen Ableitungen erschlagen, andererseits aber auch nicht mit "Thermodynamik light" mit trügerischem Halbwissen abgespeist werden. Das vorliegende Lehrbuch basiert auf jahrzehntelanger Lehrerfahrung der Autoren und folgt dem von Carathéodory aufgezeigten Zugang zur Thermodynamik. Dieses in den traditionellen Lehrbüchern eher seltene Konzept stellt einen mathematischen Zusammenhang zwischen den zahlreichen thermodynamischen Größen her und hat bereits Albert Einstein begeistert. "Thermodynamik - Eine Einführung" richtet sich an alle Studierenden der Chemie, der Biologie, der Physik und des Maschinenbaus im Bachelor-Studiengang. Das Buch zeichnet sich durch eine durchgängige Herleitung der relevanten Gesetze und Theorien auf Basis logischer Überlegungen und aus der Beobachtung der Natur und der Konzeption geeigneter Experimente aus. Zahlreiche Aufgaben (mit komplettem Lösungsweg im Anhang) ergänzen das Werk. Das Buch eignet sich auch ausgezeichnet zum Selbststudium. Im Vergleich zur erfolgreichen 1. Auflage hat sich am Konzept der 2. Auflage nichts verändert. Die erweiterte 2. Auflage enthält allerdings multimediale Elemente (mehr als 35 Videos zu Übungsaufgaben), die das typische Denken und die Vorgehensweise bei Problemlösungen in den Naturwissenschaften schulen sollen, sowie Stoffdatentabellen im Anhang. Inhaltsverzeichnis Vorwort.- Symbolverzeichnis.- I. Klassische Gastheorie.- 1. Einführung.- 2. Das ideale Gas.- 3. Das reale Gas.- 4. Übungsaufgaben zur klassischen Gastheorie.- II. Die Hauptsätze der klassischen Thermodynamik.- 5. Einführung.- 6. 0. Hauptsatz der Thermodynamik.- 7. 1. Hauptsatz der Thermodynamik.- 8. Der Carnot-Prozess und der 2. Hauptsatz der Thermodynamik.- 9. Die mathematische Struktur der Thermodynamik.- 10. Irreversible Prozesse.- 11. Spontane Prozesse bei chemischen Reaktionen.- 12. 3. Hauptsatz der Thermodynamik.- 13. Übungsaufgaben zu den Hauptsätzen der klassischen Thermodynamik.- III. Anwendungen.- 14. Chemische Reaktionen.- 15. Phasengleichgewichte bei Einkomponentensystemen.- 16. Kolligative Eigenschaften.- 17. Nicht ideale Lösungen.- 18. Nicht vollständig mischbare Mehrkomponentensysteme und deren Phasendiagramme.- 19. Übungsaufgaben zu den Anwendungen.- IV. Ein wenig Statistik.- 20. Kinetische Gastheorie.- 21. Übungsaufgaben zur Statistischen Thermodynamik.- 22. Statistisches Ensemble und Postulate der statistischen Thermodynamik.- 23. Das kanonische Ensemble.- 24. Kanonisches Ensemble und Thermodynamik.- 25. Das großkanonische Ensemble.- 26. Das mikrokanonische Ensemble.- Literatur.- Konstanten und Umrechnungsfaktoren.- Index.
