Kapitel 4 : Werkzeug

Worum geht es ?

Handwerkerinnen und Handwerker legen erst ihr Werkzeug bereit, ehe sie mit der Arbeit beginnen. Genauso werde ich in diesem Kapitel Werkzeug bereitlegen, mit dem Sie die Struktur der Stoffe besser verstehen. Das Werkzeug, das hier gebraucht wird, heißt nicht Zange oder Schraubendreher, auch nicht Becherglas oder Bunsenbrenner. Es sind Ideen und Konzepte. Systeme und Phasen, Energie und Entropie gehören dazu, und ganz nebenbei werde ich eine erste Antwort auf die wichtigste Frage geben : Warum nimmt ein Stoff gerade die Struktur an, die er eben annimmt, und keine andere ?

Wasserfall, ein Symbol für Energie chemische Reaktion, ein Symbol für Enthalpie Muster im Watt, ein Symbol für Entropie

Bild 1 : Energie, Enthalpie und Entropie sind wichtige Konzepte der Thermodynamik.

Ausführlichkeit – Wie ausführlich soll ich Ihnen diese Ideen und Konzepte erklären ? Es sind ja nicht die eigentlichen Themen der Seite, sondern nur Hilfsmittel, Werkzeuge eben. Und so, wie die Handwerkenden ihre Zange nicht selbst bauen, sondern nur wissen wollen, wie man damit umgeht, werde ich in diesem Kapitel Begriffe und Zusammenhänge nur soweit erklären, wie sie für das Verständnis der folgenden Themen nötig sind.

Auf der einen Seite heißt das, dass ich das, was ich erkläre, exakt und korrekt erkläre. Meine Erklärungen werden die Teile der Wirklichkeit, die sie erklären, fehlerfrei wiedergeben. Es heißt auch, dass ich nicht an der Oberfläche herumkratzen werde, sondern bei den Grundlagen beginne. Um Sie nicht zu langweilen, werde ich von dort einen direkten Weg zu den Themen nehmen, die zum Verständnis der Struktur der Stoffe und zur Beantwortung der wichtigsten Frage (ganz am Anfang des Kapitels) gebraucht werden.

Auf der anderen Seite heißt es, dass ich nicht alles vollständig berichte. Bei meinen Erklärungen sind 2 wesentliche Einschränkungen zu finden. Bei der einen geht es um Herleitungen und Ergebnisse. Ich werde Gesetze und Regeln nicht herleiten. Das wäre, wie die Zange selbst zu bauen. Statt dessen werde ich Ergebnisse mitteilen, und zwar genau die Ergebnisse, die gebraucht werden. Bei der anderen Einschränkung geht es um Vereinfachung. Manche Teile der Wirklichkeit sind sehr komplex. Wie schon in Kapitel 3.2. erwähnt, ist es sinnvoll, solches wegzulassen und trotzdem, im Rahmen des Modells, exakt zu bleiben. Der Vorteil ist, dass Sie anschauliche und gut verständliche Erklärungen erhalten. Weitergehende Informationen finden Sie in den Lehrbüchern der Physikalischen Chemie und der Physik, zum Beispiel L–15, L–16 und L–14.

In den folgenden Abschnitten erfahren Sie mehr zu den einzelnen Konzepten.

4.1. Thermodynamik

Das Gebiet der Wissenschaft, das sich mit den hier als wichtig angesehenen Fragen beschäftigt, heißt Thermodynamik. Es ist ein Teil der Physik. Schon der Name löst bei vielen Abwehr aus. Abstrakte Begriffe, komplexe Schlussfolgerungen, und endlose Reihen mathematischer Formeln. Nicht hier ! Hier erfahren Sie, dass die Ergebnisse der Thermodynamik einfach zu verstehen sind.

 

 

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