Was ist die Richtung von thermodynamischen Prozessen – Definition

Richtung thermodynamischer Prozesse

Viele thermodynamische Prozesse verlaufen natürlich in eine Richtung, aber nicht in die entgegengesetzte. Wenn beispielsweise ein Temperaturunterschied besteht, fließt die Wärme spontan vom wärmeren System zum kälteren System , niemals umgekehrt. Tatsächlich würde ein solcher Wärmefluss (von einem kälteren Körper zu einem wärmeren System) nicht gegen den ersten Hauptsatz der Thermodynamik verstoßen , dh Energie würde erhalten bleiben. Aber es kommt in der Natur nicht vor.

Das Verbrennen von Benzin zum Antrieb von Autos ist beispielsweise ein Energieumwandlungsprozess, auf den wir uns verlassen. Die chemische Energie in Benzin wird in Wärmeenergie umgewandelt , die dann in mechanische Energie umgewandelt wird , die das Auto bewegt. Die mechanische Energie wurde in kinetische Energie umgewandelt . Wenn wir die Bremsen verwenden, um ein Auto anzuhalten, wird diese kinetische Energie durch Reibung zurück in Wärme oder Wärmeenergie umgewandelt . In dieser umgekehrten Richtung gibt es viele Geräte, die Wärme teilweise in mechanische Energie umwandeln. Sie können jedoch keine Maschine bauen, die Wärme vollständig in mechanische Energie umwandelt. Es wird immer erhebliche Energieverluste geben.

Richtungen thermodynamischer Prozesse unterliegen dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik, insbesondere der Clausius-Aussage des zweiten Hauptsatzes .

„Es ist unmöglich, ein Gerät zu konstruieren, das in einem Zyklus arbeitet und dessen einzige Wirkung die Übertragung von Wärme von einem kühleren Körper auf einen heißeren Körper ist.“

Wärme kann nicht spontan vom kalten zum heißen System fließen , ohne dass externe Arbeiten am System durchgeführt werden. Genau das leisten Kühlschränke und Wärmepumpen. In einem Kühlschrank fließt die Wärme von kalt nach heiß, aber nur wenn sie durch eine externe Arbeit erzwungen wird, werden Kühlschränke von Elektromotoren angetrieben, für deren Betrieb Arbeiten aus ihrer Umgebung erforderlich sind.

Die Aussagen von Clausius und Kelvin-Planck haben sich als gleichwertig erwiesen.