#11 Re: 1. Thermodynamischer Hauptsatz
Verfasst: Di 1. Okt 2013, 22:39
Genau!
Der Energieerhaltungssatz ist m.E. die zentrale Aussage.
Liebe Magdalena!
Es ist in der Realität nicht möglich, ein abgeschlossenes System zu betrachten. Das einzige wirklich abgeschlossene System ist das Universum. Das ist nun aber nur theoretisch sinnvoll.
Ein System ist ein komplexer Zusammenhang mehrerer Faktoren, die einander bedingen.
Wenn man es schafft, ein System so abzukapseln, daß keine Einflüsse von außen und keine Wirkungen nach außen erfolgen können (also keine Materie~ oder Energietransporte stattfinden), kann man das System als abgeschlossen betrachten.
In der Technik sind "geschlossene" Systeme solche, die keine relevanten Außenbeziehungen pflegen.
Ein gewöhnlicher Kompressorkühlschrank (heute die meisten) hat ein gekapseltes Kühlsystem. D.h. daß das Kältemittel (ein Gas) in einem dicht verschweißten und verlöteten Rohr- und Behälterkomplex "gefangen" ist. Die Pumpe ist komplett innerhalb dieses Behälters eingebaut und gasdicht. Allein die Stromanschlüsse sind durch isolierende Vergußstoffe (also auch gasdicht) nach außen geführt. Das System ist geschlossen (chemisch). Aber wenn es sich in Bewegung setzt, erfolgt an einem Teil im Kühlschrank drin eine deutliche Abkühlung (bis -25°C) und meist an der Rückseite des Kühlschranks in einem anderen Teil des Systems eine deutliche Erhitzung (70°C)
Die Wärme (hier die Wärmeenergie, in Form von Temperaturunterschieden fühlbar) wird "gepumpt" ("Wärmepumpe") von innen (Kühlschrankinnenraum) nach außen (Rückwand).
Es gibt also offensichtlich doch Wirkungen von und nach außen. Das System ist also nicht "geschlossen", obwohl das verantwortliche Gas völlig isoliert ist.
Man müßte also den Kühlschrank in einen überdimensionalen Raum stellen, der völlig aus Styropor besteht und keine "Wärmebrücken" nach außen hat. Dann würde sich der Raum durch den Betrieb des Kühlschranks z.B. aufheizen.
Was also als "geschlossenes System" gelten soll, muß man für den Anwendungsfall festlegen und andere Nebeneffekte ignorieren. Wissenschaftlich korrekt ist das nicht, aber technisch korrekt ist es.
Noch zwei praktische Beispiele:
Wenn man im Winter in einem Zimmer mehrere Glühlampen anschaltet, ist das keine "Stromverschwendung", weil die Lampen ja deutlich Wärme abgeben, die den Raum heizen. Wer seine Bude ohnehin elektrisch heizt, hat damit keine weiteren Verluste, denn was die Lampen heizen, verbraucht die E-Heizung weniger, um die Raumtemperatur zu halten. Man muß nur verhindern, daß die Wärmestrahlung das Zimmer verläßt => Jalousien, Rolläden, Gardinen zu! Sonst hätte man ja wieder eien Wirkung nach außen = Verlust eines Teils der Wärme.
(Im Sommer ist das blöd, denn da will man es ja kühl haben. Ich nehme im Sommer LED oder Leuchtstoff, im Winter Glüh... und Kerzenschein)
Wenn man im Winter einen Kühlschrank im Wohnraum stehen hat, heizt man mit dem Ding den Raum, andererseits zieht der Kühlschrank ja auch die Wärme in sein Inneres ("Leck"), um die "Kühle" zu halten arbeitet das Aggregat, und hält den Kreislauf aufrecht, daß es innen kühl bleibt.
Ideal wäre es, wenn man den Kühlschrank so in eine Wand einbauen würde, daß die Kammer in einem kalten Raum steht (Schlafraum, Flur) und von dort bedient wird, die Rückseite aber in einem warmen Raum (Wohnraum, Bad), den man ohnehin heizen möchte.
So arbeiten (konsequent zu Ende gedacht) "Wärmepumpen, mit denen Leute ihre Häuser heizen, oder wenn man die "umdreht" im Sommer kühlen ("Klimaanlage").
Liebe Grüße, Tobias
Der Energieerhaltungssatz ist m.E. die zentrale Aussage.
Liebe Magdalena!
Es ist in der Realität nicht möglich, ein abgeschlossenes System zu betrachten. Das einzige wirklich abgeschlossene System ist das Universum. Das ist nun aber nur theoretisch sinnvoll.
Ein System ist ein komplexer Zusammenhang mehrerer Faktoren, die einander bedingen.
Wenn man es schafft, ein System so abzukapseln, daß keine Einflüsse von außen und keine Wirkungen nach außen erfolgen können (also keine Materie~ oder Energietransporte stattfinden), kann man das System als abgeschlossen betrachten.
In der Technik sind "geschlossene" Systeme solche, die keine relevanten Außenbeziehungen pflegen.
Ein gewöhnlicher Kompressorkühlschrank (heute die meisten) hat ein gekapseltes Kühlsystem. D.h. daß das Kältemittel (ein Gas) in einem dicht verschweißten und verlöteten Rohr- und Behälterkomplex "gefangen" ist. Die Pumpe ist komplett innerhalb dieses Behälters eingebaut und gasdicht. Allein die Stromanschlüsse sind durch isolierende Vergußstoffe (also auch gasdicht) nach außen geführt. Das System ist geschlossen (chemisch). Aber wenn es sich in Bewegung setzt, erfolgt an einem Teil im Kühlschrank drin eine deutliche Abkühlung (bis -25°C) und meist an der Rückseite des Kühlschranks in einem anderen Teil des Systems eine deutliche Erhitzung (70°C)
Die Wärme (hier die Wärmeenergie, in Form von Temperaturunterschieden fühlbar) wird "gepumpt" ("Wärmepumpe") von innen (Kühlschrankinnenraum) nach außen (Rückwand).
Es gibt also offensichtlich doch Wirkungen von und nach außen. Das System ist also nicht "geschlossen", obwohl das verantwortliche Gas völlig isoliert ist.
Man müßte also den Kühlschrank in einen überdimensionalen Raum stellen, der völlig aus Styropor besteht und keine "Wärmebrücken" nach außen hat. Dann würde sich der Raum durch den Betrieb des Kühlschranks z.B. aufheizen.
Was also als "geschlossenes System" gelten soll, muß man für den Anwendungsfall festlegen und andere Nebeneffekte ignorieren. Wissenschaftlich korrekt ist das nicht, aber technisch korrekt ist es.
Noch zwei praktische Beispiele:
Wenn man im Winter in einem Zimmer mehrere Glühlampen anschaltet, ist das keine "Stromverschwendung", weil die Lampen ja deutlich Wärme abgeben, die den Raum heizen. Wer seine Bude ohnehin elektrisch heizt, hat damit keine weiteren Verluste, denn was die Lampen heizen, verbraucht die E-Heizung weniger, um die Raumtemperatur zu halten. Man muß nur verhindern, daß die Wärmestrahlung das Zimmer verläßt => Jalousien, Rolläden, Gardinen zu! Sonst hätte man ja wieder eien Wirkung nach außen = Verlust eines Teils der Wärme.
(Im Sommer ist das blöd, denn da will man es ja kühl haben. Ich nehme im Sommer LED oder Leuchtstoff, im Winter Glüh... und Kerzenschein)
Wenn man im Winter einen Kühlschrank im Wohnraum stehen hat, heizt man mit dem Ding den Raum, andererseits zieht der Kühlschrank ja auch die Wärme in sein Inneres ("Leck"), um die "Kühle" zu halten arbeitet das Aggregat, und hält den Kreislauf aufrecht, daß es innen kühl bleibt.
Ideal wäre es, wenn man den Kühlschrank so in eine Wand einbauen würde, daß die Kammer in einem kalten Raum steht (Schlafraum, Flur) und von dort bedient wird, die Rückseite aber in einem warmen Raum (Wohnraum, Bad), den man ohnehin heizen möchte.
So arbeiten (konsequent zu Ende gedacht) "Wärmepumpen, mit denen Leute ihre Häuser heizen, oder wenn man die "umdreht" im Sommer kühlen ("Klimaanlage").
Liebe Grüße, Tobias