Entropie < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 12:01 Di 17.01.2012 | | Autor: | Ice-Man |
| Aufgabe | | Ein stationär und adiabat arbeitender Verdichter saugt stündlich [mm] 750m^{3} [/mm] (ideales Gasverhalten) bei einem Druck von 0,1 MPa und 20°C und komprimiert dieses auf einen Zustand 2 von 2,5 MPa und 620 °C. |
Hallo,
ich habe mal bitte eine Frage zur "Entropieerzeugung".
Es ist jetzt als Lösung vorgegeben das [mm] S_{i 12}=-1,53 [/mm] KJ * [mm] Kg^{-1}*K^{-1} [/mm] ist.
Kann das sein.
Denn das verstehe ich nicht ganz. Mir wurde gesagt das die "Entropie" nicht wirklich negativ sein kann.
Kann mir das evtl. bitte jemand erklären?
Danke
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> Ein stationär und adiabat arbeitender Verdichter saugt
> stündlich [mm]750m^{3}[/mm] (ideales Gasverhalten) bei einem Druck
> von 0,1 MPa und 20°C und komprimiert dieses auf einen
> Zustand 2 von 2,5 MPa und 620 °C.
> Hallo,
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> ich habe mal bitte eine Frage zur "Entropieerzeugung".
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> Es ist jetzt als Lösung vorgegeben das [mm]S_{i 12}=-1,53[/mm] KJ *
> [mm]Kg^{-1}*K^{-1}[/mm] ist.
> Kann das sein.
> Denn das verstehe ich nicht ganz. Mir wurde gesagt das die
> "Entropie" nicht wirklich negativ sein kann.
>
> Kann mir das evtl. bitte jemand erklären?
>
> Danke
Ich bin mit diesen Angaben gerade nicht in der Lage, das Ergebnis zu bestätigen, da mir dafür die Angabe fehlt, um was für ein Gas es sich handelt bzw. wie der Isentropenexponent [mm] $\kappa=\bruch{c_p}{c_v}$ [/mm] aussieht. Braucht man vllt aber auch gar nicht, in der Berechnung bin ich gerade nicht so drin, adiabatisch bedeutet ja keinen Wärmeaustausch, also $Q=0$, damit ist die innere Energie nur die geleistete Arbeit.
Allgemein ist aber die Entropie sehr wohl negativ möglich. Sonst würde kein Leben exisiteren! Bei der Aussage, dass die Entropie nur zunimmt, bezieht man sich auf in der Natur von alleine ablaufende Prozesse. Ein Bücherstapel wird immer nur von alleine umfallen, sich jedoch niemals von alleine aufbauen.
Worum geht es also? Einmal geht es um in der Natur irreversibel ablaufende Prozesse, die aber von alleine ablaufen bzw. möglich sind. Dies kann nur bei Prozessen der Fall sein, die eine positive Entropie mithin eine Entropiezunahme aufweisen. Alle anderen Prozesse laufen nicht von alleine ab, sie sind aber nicht unmöglich! Nur braucht man zu ihrer Ausführung eine entsprechende Menge Energie, die man in das System hineinstecken muss. Und dein Verdichter wird wohl kaum "von selbst" seine Arbeit verrichten, sondern Strom genau dafür verbrauchen, dass er Gas komprimieren muss! Der umgekehrte Vorgang ist wieder entropisch positiv, Gas strömt von alleine aus und dekomprimiert.
Du kannst es dir auch mit dem Ansatz der Wahrscheinlichkeit merken:
Da die Entropie direkt eine Aussage über die Anzahl möglicher Zustände ist, ist eine Entropiezunahme auch eine Zunahme der möglichen Zustände des Systems. Also was tust du beim Komprimieren? DU verdichtest das vorhandene Volumen und zwingst die Teilchen dazu, weniger mögliche Zustände einzunehmen, ergo ist die Entropie negativ, da weniger Freiheit als vorher besteht. Bei der Dekompression nimmt der Raum und damit die Anzahl an möglichen Zustänen zu, die Entropie vergrößert sich.
Hoffe das hilft für eine allgemeine erste Einsicht, die Rechnung müsste man getrennt nachvollziehen.
Nachtrag: Das ganze ist wesentlich komplizierter, da wir hier keinen Prozess betrachten, der zu seinem Ausgangszustand zurückkehrt. Eine Entropieerniedrigung ist lokal möglich, aber nicht für ein geschlossenes Gesamtsystem. Ferner ist ein reversibler Prozess immer isentropisch, die Entropie ändert sich also nicht. In einem isolierten System kann die Entropie jedoch nur wachsen, da hast du völlig recht. Wir betrachten hier aber einen einzigen Vorgang, der ja auch nicht beliebig weit fortgeführt werden kann und anschließend muss die Maschine ja in den Ausgangszustand zurückkehren, um wieder arbeiten zu können. Dann wird auf jeden Fall Entropie erzeugt. Ist der Prozess reversibel, ist die Gesamtentropie unverändert, die Entropieänderung des Prozesses daher 0. Ist der Prozess irreversibel, wie alle realen Prozesse, geht ein Teil der Energie ja verloren und wir haben Entropie erzeugt. Also Entropie kann kleiner 0 sein in lokal betrachteten Teilprozessen.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 23:45 Do 19.01.2012 | | Autor: | Ice-Man |
Hallo,
ist es auch richtig wenn ich sage, das die Entropieänderung durchaus negativ sein kann.
Jedoch kann keine "negative Entropie" entstehen.
Also [mm] S_{i 12} [/mm] kann nur größer 0 sein.
Wäre das so auch korrekt?
Danke schon einmal.
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 00:46 Fr 20.01.2012 | | Autor: | leduart |
Hallo
die Entropie gibt es nicht nur differenzen von Entropie.
Gruss leduart
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 10:24 Fr 20.01.2012 | | Autor: | Ice-Man |
Das verstehe ich jetzt leider gar nicht.
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(Antwort) fertig | | Datum: | 11:45 Fr 20.01.2012 | | Autor: | leduart |
Hallo
wie willst du die absolute Entropie eines Systems ausrechnen?
Du kannst nur die Differenz von Entropien bestimmen.
Auch Energie ist nur über Differenzen bestimmt, auch "Höhe" etwa ist immer nur relativ, wie Höhe relativ zum laborboden, Höhe relativ zur Meereshöhe usw.
Du kannst also sagen dei Entropie von Zustand A ist um ... kleiner als die von Zustand B, mehr nicht.
Gruss leduart
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