Thermodynamik: Eine Einführung

"ترمودینامیک موضوع عجیبی است. اولین باری که با آن برخورد می کنید، چیزی در مورد آن نمی فهمید...» این نقل قول فیزیکدان معروف آرنولد سامرفلد احتمالاً با قلب بسیاری از دانشجویان در ترم اول صحبت می کند. در واقع، تعداد زیاد کمیت های ترمودینامیکی مانند انرژی داخلی، آنتالپی و انرژی گیبس، مخصوصاً برای مبتدیان کاملاً گیج کننده است.

مسلما - ترمودینامیک آسان نیست، و بنابراین یک مفهوم آموزشی خوب از اهمیت ویژه ای برخوردار است. از یک سو، دانش آموز نباید غرق در تعاریف دانشگاهی و مشتقات ریاضی شود، اما از سوی دیگر، نباید با نیمه دانش فریبنده، او را با «نور ترمودینامیک» فریب داد.

این کتاب درسی بر اساس چندین دهه تجربه تدریس نویسندگان است و از رویکرد Carathéodory به ترمودینامیک پیروی می کند. این مفهوم، که در کتاب‌های درسی سنتی نسبتاً نادر است، یک ارتباط ریاضی بین متغیرهای ترمودینامیکی متعدد ایجاد می‌کند و قبلاً از آلبرت انیشتین الهام گرفته است.

„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.