Benutzer:Pyrrhocorax/Entropie

Anschaulicher Einstieg

Man kann sich die Entropie als eine mengenartige Größe vorstellen, also im weitesten Sinne als eine „Substanz“, die fließen kann oder in Körpern gespeichert werden kann. Von zwei ansonsten gleichen Körpern enthält derjenige mehr Entropie, dessen Temperatur höher ist. Stehen zwei Körper von unterschiedlicher Temperatur miteinander in Kontakt, so fließt Entropie vom wärmeren zum kälteren Körper. Dadurch gleichen sich auch die Temperaturen der beiden Körper an. Wegen diesen Eigenschaften wird die Entropie von manchen Autoren mit dem Alltagsbegriff der Wärme identifiziert.(ref) Dies ist jedoch umstritten.(ref) Mit einem Entropietransport geht immer auch mit einem Energietransport einher, wobei das Verhältnis von übergebener Wärme zu übergebener Entropie durch die Temperatur gegeben ist: $T={\frac {\Delta Q}{\Delta S}}$.Damit verhält sich die Entropie analog wie die elektrische Ladung beim Entladevorgang eines Kondensators: Die Potentialdifferenz zwischen den elektrischen Platten ist die treibende Kraft für einen Ladungstransport. Dabei gibt das Potential an, wie viel Energie pro Ladung transportiert wird. Das elektrische Potential entspricht also der Temperatur. Im Gegensatz zur Ladung (und anderen mengenartigen Größen) ist die Entropie jedoch keine Erhaltungsgröße. Sie kann zwar nicht vernichtet werden. Sie kann aber sehr wohl erzeugt werden. Dies wird durch den 2. Hauptsatz der Thermodynamik ausgedrückt

überarbeitete Version (08.02.)

Man kann sich die Entropie als eine mengenartige Größe vorstellen, also im weitesten Sinne als eine „Substanz“, die fließen kann oder in Körpern gespeichert werden kann. Von zwei ansonsten gleichen Körpern enthält derjenige mehr Entropie, dessen Temperatur höher ist. Stehen zwei Körper von unterschiedlicher Temperatur miteinander in Kontakt, so fließt Entropie vom wärmeren zum kälteren Körper. Dadurch gleichen sich auch die Temperaturen der beiden Körper an. Fügt man zwei Körper zu einem großen Körper zusammen, so addieren sich die Entropien beider Teile (Die Entropie ist also extensiv). Wegen diesen Eigenschaften wird die Entropie von manchen Autoren mit dem Alltagsbegriff der Wärme identifiziert.(ref) Dies ist jedoch umstritten.(ref)

Mit einem Entropietransport geht immer auch mit einem Energietransport einher. Je höher die Temperatur ist, umso mehr Wärme wird zusammen mit einer bestimmten Entropiemenge übergeben. Es gilt also: $\Delta Q=T\,\Delta S$.

Damit verhält sich die Entropie analog zur elektrischen Ladung beim Entladevorgang eines Kondensators: Genauso wie dort die Potentialdifferenz zwischen den Kondensatorplatten den Ladungstransport antreibt, sorgt hier die Temperaturdifferenz dafür, dass Entropie von Warm nach Kalt strömt. Gibt das elektrische Potential den Energieinhalt pro Ladung an, so steht die Temperatur für den Wärmegehalt pro Entropiemenge.

Im Gegensatz zur Ladung (und anderen mengenartigen Größen) ist die Entropie jedoch keine Erhaltungsgröße. Sie kann zwar nicht vernichtet werden. Sie kann aber sehr wohl erzeugt werden, so z. B. durch Reibung, durch die Erwärmung eines ohmschen Widerstands, durch Mischungsvorgänge oder durch chemische Reaktionen. Diese Tatsache wird durch den 2. Hauptsatz der Thermodynamik ausgedrückt: In einem abgeschlossenen System ist die Entropie entweder konstant oder sie nimmt zu.

Vorgänge, bei denen die Entropie unverändert bleibt, können auch in umgekehrter Richtung ablaufen. Sie sind reversibel.

Einige wenige Anmerkungen

Ich habe durch Streichungen und * versucht, meine Änderungsvorschläge kenntlich zu machen. Kein Einstein (Diskussion) 10:46, 9. Feb. 2015 (CET)

Und ich habe durch Unterstreichung kenntlich gemacht, welches "mit einem" ich behalten würde und welche Änderungsvorschläge ich unterstütze. --Rainald62 (Diskussion) 01:35, 21. Feb. 2015 (CET)

Man kann sich die Entropie als eine mengenartige Größe vorstellen, also im weitesten Sinne als eine „Substanz“, die fließen kann oder in Körpern gespeichert werden kann. Von zwei ansonsten gleichen Körpern enthält derjenige mehr Entropie, dessen Temperatur höher ist. Stehen zwei Körper von unterschiedlicher Temperatur miteinander in Kontakt, so fließt Entropie vom wärmeren zum kälteren Körper. Dadurch gleichen sich auch die Temperaturen der beiden Körper an. Fügt man zwei Körper zu einem großen Körper zusammen, so addieren sich die Entropien beider Teile,* die Entropie ist also eine extensive Größe*. Wegen diesen Eigenschaften wird die Entropie von manchen Autoren mit dem Alltagsbegriff der Wärme identifiziert.(ref) Dies ist jedoch umstritten (ref) *und bezieht sich keinesfalls auf den physikalischen Fachbegriff der Wärme.*

Mit einem Entropietransport geht immer auch mit einem Energietransport einher. Je höher die Temperatur ist, umso *desto* mehr Wärme wird zusammen mit einer bestimmten Entropiemenge übergeben. Es gilt also: $\Delta Q=T\,\Delta S$.

Damit verhält sich die Entropie analog zur elektrischen Ladung beim Entladevorgang eines Kondensators: Genauso wie dort die Potentialdifferenz zwischen den Kondensatorplatten den Ladungstransport antreibt, sorgt hier die Temperaturdifferenz dafür, dass Entropie von Warm nach Kalt strömt. Gibt das elektrische Potential den Energieinhalt pro Ladung an, so steht die Temperatur für den Wärmegehalt pro Entropiemenge.

Im Gegensatz zur Ladung (und anderen mengenartigen Größen) ist die Entropie jedoch keine Erhaltungsgröße. Sie kann zwar nicht vernichtet werden. Sie kann aber sehr wohl erzeugt werden, so z. B. durch Reibung, durch die Erwärmung eines ohmschen Widerstands, durch Mischungsvorgänge oder durch chemische Reaktionen. Diese Tatsache wird durch den 2. Hauptsatz der Thermodynamik ausgedrückt: In einem abgeschlossenen System ist die Entropie entweder konstant oder sie nimmt zu.

*Genau die* Vorgänge, bei denen die Entropie unverändert bleibt, können auch *von alleine / ohne Arbeitsaufwand* in umgekehrter Richtung ablaufen. Sie sind reversibel.