Entropie und 2. Hauptsatz

• Änderung der Entropie eines Systems:
  • durch Wärmetransport
    • dS_q := dQ/T    (Entropietransport)
  • durch Dissipation
    • dS_i := dW_diss/T ≥ 0    (Entropieerzeugung)
  • reversible Prozesse charakterisiert durch dS_i = 0
• Beispiel: Entropieerhöhung beim Wärmetransfer
  • Wärmemenge dQ > 0 fließe von warmem Körper zu kaltem Körper
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  • Entropieänderung der Körper
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  • Entropieänderung des Gesamtsystems
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• Formulierung des 2. Hauptsatzes:
  • adiabates System (dQ = 0) → Entropie nimmt nie ab
  • bleibt gleich genau für reversible Prozesse
  • bei nicht-adiabatischem System: betrachte alle Wärmequellen als Teil des Systems →
    • In einem abgeschlossenen System nimmt die Gesamtentropie niemals ab. Sie bleibt gleich für reversible Prozesse.
• Auswirkung auf irreversible Kreisprozesse:
  • Unterscheidung nötig zwischen Volumenänderungsarbeit W_V des Gases und auf den Kolben abgegebene Arbeit W_g
    • W_g = W_V + W_diss
  • Kompression
    • W_V > 0, W_diss > 0
    • → W_g > W_V
    • zur Kompression des Gases ist mehr Arbeit am Kolben nötig
    • klar: Reibung muss überwunden werden
  • Expansion
    • W_V < 0, W_diss > 0
    • → |W_g| < |W_V|
    • bei der Expansion des Gases wird weniger Arbeit an den Kolben abgegeben
    • klar: ein Teil geht als Reibung verloren
  • Kreisprozessarbeit = nach außen abgegebene Arbeit, also
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• Aufgaben:
  • Aufgabe 1
  • Aufgabe 2