Erde- Ein thermodynamisch geschlossenes System?
Hallo,
in meinen Unterlagen steht, dass die Erde als ein thermodynamisch geschlossenes System betrachtet werden kann, aber warum? Abgeschlossen kann es ja nicht sein, da ja Wechslewirkungen zwischen der Erde und dem Weltraum existieren. Aber warum ist die Erde kein offenes System? Offen heißt ja, dass sowohl Energie als auch Stoffe über die Systemgrenze fließen können. Die Kräft vom Mond wirken doch z.B. auf die Erde, die die Gezeiten verursachen. Aber auch Stoffe können über die Systemgrenze z.B. in Form von radioaktiven Strahlungen oder auch Meteoriten. Vielleicht kann mir jemand sagen, warum die Erde ein geschlossenes System ist.
5 Antworten
dass die Erde als ein thermodynamisch geschlossenes System betrachtet werden kann, aber warum?
Nicht "warum" solltest Du Dich fragen, sondern "in welchem Zusammenhang?"
Bei der in Deinen Unterlagen beschriebenen Aufgabenstellung mag es zutreffen, dass der Austausch zwischen Erden und Nicht-Erde vernachlässigt werden kann.
Möglicherweise in dem Sinn, dass sich die eintreffende (immerhin 1 kW Sonneneinstrahlung auf jeden Quadratmeter) und die abgehende Energie die Waage halten.
--- Möglicherweise in dem Sinn, dass sich die eintreffende (immerhin 1 kW Sonneneinstrahlung auf jeden Quadratmeter) und die abgehende Energie die Waage halten. ---
Wenn es so gemeint ist, dann wäre das allerdings ein grober Mißbrauch des Begriffs "thermodynamisch".
Auch wenn Zufluß und Abfluß von Energie sich die Waage halten, ist das System thermodynamisch offen. Die Erde importiert Exergie und exportiert Entropie. Oder anschaulich gesprochen: Die zufließende Energie kommt auf einem Temperaturniveau von an die 6000 K. Die abfließende Energie ist hauptsächlich infrarot.
das ist der berühmte unterschied zwischen theorie und praxis...
in der theorie ist es so, dass zwar jeder weiß wie es geht, aber trotzdem nichts klappt. in der Praxis klappt zwar alles, aber keiner weiß warum....
bei mir sind jedenfalls theorie und praxis perfekt vereint, nichts klappt, und keiner weiß warum...
spaß bei seite, es geht hier eher um solche geschichten wie Wind oder Wasserkreisläufe. jedenfalls ist mir nicht bekannt, dass das wasser auf der erde ins weltall verdunstet...
lg, Anna
Natürlich ist das eine Vereinfachung, aber eine zulässige. Darum ja auch KANN und nicht IST. Wie groß ist wohl der Anteil der Gezeiten und kosmischer Strahlung (von der Sonne mal abgesehen) am Energiehaushalt der Erde?
...von der Sonne mal abgesehen? Diese Vereinfachung ist alles andere als selbstverständlich.
Die Erde ist ein offenes System. Wir sehen ja, dass die betrachteten Zustandsgrößen im Mittel konstant bleiben selbst über Jahrtausende und mehr. Man kann deshalb davon ausgehen, dass ein Fließgleichgewicht zwischen Sonne, Erde und Weltraum herrscht. Um in der Sprechweise der Thermodynamik zu bleiben, könnte man sagen, die Erde befindet sich im Wärmebad Weltraum, welches sehr kalt ist ^^. Zusätzlich ist die Tagseite aber auch an das Wärmereservoir Sonne angeschlossen. Man könnte jetzt so argumentieren: Die Gesamtentropie darf sich nicht ändern also muss die Entropieänderung im Fließgleichgewicht des Systems allein aufgrund der Austauschprozesse mit der Umgebung negativ sein. Das ist der Grund warum auf der Erde entropieerhöhende Prozesse ablaufen müssen. Sonst wäre die Gesamtentropieänderung kleiner als null und damit würde die Erde auskühlen weil Entropie auch Wärmetransport bedeutet. Leben ist zum Beispiel so ein entropieerhöhender Prozess.
Da man ja schon ein Fließgleichgewicht in einem offenen System hat, kann man auch näherungsweise ein Gleichgewicht in einem abgeschlossenes System annehmen. Denn letztendlich ändern sich in beiden die Zustandsgrößen nicht, nur ist letzteres einfacher zu beschreiben. Ich denke das ist der tiefere Grund warum man das machen kann.
...dass die Erde als ein thermodynamisch geschlossenes System betrachtet werden kann
Hier wird eine praktikable vereinfachte Betrachtungsweise geltend gemacht. Das kann man machen oder auch sein lassen, je nach energetischer Größenordnung und vor allem nach Betrachtungszeitraum. Wenn alle Physiker bei ihren Laborversuchen und selbst noch die Physik-, Chemie- und Biologie-Laboranten bei allen Versuchs-Protokollen ständig noch die möglichen kurzfristigen thermodynamischen Wechselwirkungen zwischen terristischem und extraterristischem Bereich einbeziehen müssten, würden die ja irre.
Es steht Dir natürlich frei, bei Deinen Berechnungen zur Ärodynamik des Maikäfers die terristischen Maßstäbe auszutauschen gegen intergalaktische Berechnungsmaßstäbe, falls die chemische Industrie zwecks Produktion geeigneter Schädlings-Bekämpfungs-Mittel solche Maßstäbe angesichts ihrer überzeugenden Praktikabilität bezahlen will.