Zeitschriftenartikel Chemie
Antrieb chemischer Reaktionen – Messung, Berechnung, Anwendung
G. JOB
Experimentalvortrag auf dem NNU-Kongress in Frankfurt am 16. April 2003
Zusammenfassung: Die Vorstellung, dass jede chemische Reaktion einen Antrieb besitzt, ist nicht anspruchsvoller als die, dass jedes Ding ein Gewicht hat. Schwieriger ist die Frage, ob und wie sich Reaktionsantriebe objektiv vergleichen und quantifizieren lassen. Dass die Thermodynamik die nötigen Mittel hierfür bereitstellt, ist bekannt. Dass dies hingegen auch ohne thermodynamisches Rüstzeug möglich ist, wird überraschen. Das hier herangezogene Verfahren ist dasselbe, wie es bei der Metrisierung der Begriffe Länge, Dauer oder Masse in der Physik angewandt wird, und es liefert auf eine auch in Schülerköpfen nachvollziehbare Weise direkt dieselben Größenwerte, welche die Thermodynamik indirekt erst durch Verrechnung einer Reihe verschiedenartiger Messwerte gewinnt. Es wird gezeigt, wie man im normalen Chemieunterricht das Konzept an Hand von Schulversuchen entwickeln und umgekehrt Antriebsdaten zu qualitativen und quantitativen Voraussagen nutzen kann.
G. JOB and T. LANKAU
Annals of the New York Academy of Sciences, Vol 988, May 2003
Abstract: In his First Law (of thermodynamics), Clausius emphasized the equivalence of heat and work-conservation of energy was mentioned only in- directly. Today, the main emphasis is put on energy conservation, but the equiv- alence of heat and work has proven not only to be superftuous, but also highly destructive. Because of this emphasis, heat is no longer considered an indepen- dent entity. In the guise of the quantity Q heatacts in a strange double role-- an entity equivalent to work, but also as something fundamentally different. The place formerly occupied by heat is now filled with an abstract quantity, the entropy S - a phantom without macroscopically relevant properties. By using a phenomenological approach to entropy, it can be shown that entropy S does indeed have easily comprehensible macroscopic properties. This approach can be used to simplify thermodynamic reasoning and to reduce the calculus of thermodynamics to a fraction of its usual extent.
G. JOB
MNU 57/2 (2004) S. 67-71
Zusammenfassung: Die Entropie S eines Körpers als Maß für die atomare Unordnung zu deuten, ist das am häufigsten benutzte Hilfsmittel, sich eine Vorstellung von dieser Größe zu machen. Da der aus der Umgangssprache herangezogene Begriff Unordnung naturgemäß unscharf und unbestimmt ist, gilt dies auch für die hierdurch erreichte Veranschaulichung der Entropie. Ziel des Beitrages ist es, zu zeigen, dass sich der landläufige Begriff, ohne ihn allzu sehr zu strapazieren, zu einem quantitativen Maß verschärfen lässt, so dass sich mit seiner Hilfe das Ausmaß der Unordnung sowohl in einem Kinderzimmer als auch in einem Atomverband ausdrücken lässt. Das Maß erweist sich bis auf einen Maßstabsfaktor als identisch mit dem für die Entropie, wie es in der statistischen Physik verwandt wird. Das muss nicht heißen, dass dieses Maß in allen Fällen leicht zu handhaben ist, sodass man etwa kurz vor dem Schlafengehen noch schnell die Unordnung auf seinem Nachttisch oder morgens beim Einpacken des Frühstücksbrots die Unordnung in seiner Aktentasche quantifizieren kann. Dies zu ermöglichen, so schön es wäre, ist hier nicht die Absicht.
Chemical Potential–a quantity in search of recognition
G. JOB und F. HERRMANN
Eur. J. Phys. 27 (2006) 353–371
Abstract: The chemical potential is a quantity for which students hardly have an intuitive feeling in contrast to other intensive quantities like pressure or temperature. Some students may believe that this is not really an insufficiency because the chemical potential seems to be essentially a quantity for chemists. We will try to show that the chemical potential does not merit its reputation as a difficult to understand quantity. Not only is it easy to grasp, it is a particularly intelligible quantity for which even the layman can develop a feeling. Moreover, this quantity is not only important for chemists. It is just as useful for describing physical phenomena and processes, such as phase transitions, the stratification of gases in a gravitational field and electric currents in semi-conductor junctions and nuclear reactions, to mention just a few.