Innere Energie, Wikipedia, Frage?
moin
1)Ich verstehe das nicht genau. Was meint man mit, dass es sich in Ruhe befinden muss und in einem thermodynamischen Gleichgewicht?
2) Heißt dies, wenn sich das System nicht in Ruhe befindet, dass es somit keine inneren Energie mehr gibt?
4 Antworten
1) Nehmen wir eine Thermoskanne als abgeschlossenes System. Deren Innere Energie ist die Energie, die sie alleine aufgrund ihrer Temperatur hat. Diese Innere Energie stünde für irgendwelche Energieumwandlungen zur Verfügung, z.B. um Arbeit zu leisten (die im Falle einer Thermoskanne allerdings sehr gering wäre).
Wenn aber nun jemand mit einer vollen und innen heißen Thermoskanne nach dir wirft und dich am Kopf trifft, ist es nicht mehr nur noch die innere Energie, die an deinem Kopf Verformungsarbeit leisten kann. Dann muss man auch noch die kinetische Energie der Thermoskanne berücksichtigen. Wenn man also sagt, die Innere Energie sei die gesamte für Umwandlungsprozesse zur Verfügung stehende Energie, muss man ausschließen, dass sich das System bewegt und zusätzlich kinetische Energie besitzt. Das System muss sich bei dieser Aussage also in Ruhe befinden.
Dasselbe gilt auch für das innere der Thermoskanne. Zusätzlich zu der inneren Energie, die sie alleine aufgrund ihrer Temperatur besitzt, könnte sich der Inhalt in einem starken Wirbel befinden oder es könnten innerhalb der Thermoskanne durch eine innere Trennwand starke Druckunterschiede befinden. Dann kämen zur innneren Energie diese Energieanteile noch dazu, die man für Umwandlungsprozesse nutzen könnte. Damit würde die Aussage: "Die Innere Energie ist die gesamte für Umwandlungsprozesse zur Verfügung stehende Energie" nicht mehr stimmen. Also muss man diesen Fall ausschließen, damit die Aussage stimmt. Da macht man mit der Formulierung "befindet sich im thermodynamischen Gleichgewicht", denn der Begriff "thermodynamsiches Gleichgewicht" bedeutet, alle Unterschiede innerhalb des Systems haben sich gegenseitig ausgeglichen. Von alleine passiert da nichts mehr.
2) Das System besitzt dann immer noch seine Innere Energie aufgrund seiner Temperatur, aber eben nicht ausschließlich.
Vielen Dank, ich mache mir noch paar Gedanken, dann antworte ich dir in Kürze.
zu 1) Es darf sich halt gerade nicht aktiv ändern. Ein kochender Topf Wasser ist weder in Ruhe noch im thermodynamischen Gleichgewicht noch abgeschlossen. Eine Thermoskanne mit heißem Wasser hingegen schon.
zu 2) Doch, natürlich gibt es auch da innere Energie. Die ist nur schlecht zu definieren und zu messen, weil sie eben nicht konstant ist.
Das bedeutet nur das sich genau in diesem moment nichts bewegt. Ein Zustand zwischen Prozessen.
Stell dir eine Flasche Wasser vor die auf deinem Tisch steht. Da ist genau menge X an Wasser drin ("Zustand"). Das Wasser ist also im Gleichgewicht mit seiner Menge. Wenn du jetzt ein loch rein machst fließt wasser raus und damit verlierst du Wasser ("Energie") -> ("ein Prozess")
Ah so, ich verstehe.
Also wenn ich mir makroskopisch gesehen einen Gummiball betrachte, der in Bewegung gebracht wird, dann ist er nicht mehr in der Ruhelage?! Und wenn ich ihn nicht bewege, dann ist er in Ruhelage. Zu diesem Zeitpunkt bewegen sich atomar gesehen trotzdem die Atome in diesem Ball, und diese Bewegungen allesamt betrachtet sind Energien, die man zusammenfassend als die innere Energie betrachten kann?
dass es sich in Ruhe befinden muss
das System, in Bezug zu einem Referenzbeobachter, aber in sich bewegt ohne daß Bewegung (m*v) diesem System entweicht.
wenn sich das System nicht in Ruhe befindet, dass es somit keine inneren Energie mehr gibt?
nein, aber es gibt noch eine zusätzliche Energie zu einem Referenzpunkt der Bewegung aus der Gesamtmasse und der Bewegung.
das System, in Bezug zu einem Referenzbeobachter, aber in sich bewegt ohne daß Bewegung (m*v) diesem System entweicht.
Also wenn ich mir makroskopisch gesehen einen Gummiball betrachte, der in Bewegung gebracht wird, dann ist er nicht mehr in der Ruhelage?! Und wenn ich ihn nicht bewege, dann ist er in Ruhelage. Zu diesem Zeitpunkt bewegen sich atomar gesehen trotzdem die Atome in diesem Ball, und diese Bewegungen allesamt betrachtet sind Energien, die man zusammenfassend als die innere Energie betrachten kann?
Vielen Dank für deine Ausführung.
_,,Ein kochender Topf Wasser ist weder in Ruhe"_
Nicht in Ruhe aus welchem Grund? Weil er nicht abgeschlossen ist, oder weil er ständig Energie mit der Umgebung austauscht?