Weiß jemand, wieso ein Wärmekraftwerk nie 100% Wirkungsgrad erzielen kann?

Ein Kraftwerk wandelt "Wärmeenergie" in "elektrische Energie" um.

Bei einer Energieumwandlung treten immer Verluste auf.

Theoretisch kann man Energie umwandeln ohne das Verluste auftreten.

Das hat aber noch niemand geschafft,weil schon Verluste innerhalb der Molekühle,Atome auftreten.

Eine Maschine,die ohne verluste Energie von einer Form in eine andere Form umwandelt, nennt man "Perpetuum mobile 2.ter Art".

Betrachten wir 1 kg wasser in einer Dampfturbinenanlage.

Das Wasser durchläuft einen geschlossenen Kreislauf.

Es passiert den Kessel (wird verdampft),kommt dann in den Überhitzer (wird so auf 300° Celsius erhitzt),geht dann in die Turbine (gibt dort Energie ab) und muss dann wieder in den Ausgangszustand gebracht werden (es muss Wärmeenergie über einen Kühler abgegeben werden).

Ohne ,dass Wärme einergie an den Kühler abgegeben wird,kann das Wasser nicht in den Ausgangszustand gelangen !!

Deshalb haben die Kraftwerke diese großen kühltürme.

Also geht das Ganze nicht ohne Verluste.

Kraftwerke haben so ca. 45 % Wirkungsgrad.Das bedeutet,dass nicht einmal die Hälfte der zugeführten Energie in elektrische Energie umgewandelt wird.

Stichworte: Carnot-Prozess, ideale Wärmekraftmaschine, Carnot-Prinzip

Es gibt nicht nur keine Wärmekraftmaschine mit 100% Wirkungsgrad geben, sondern nicht einmal eine mit einem höheren Wirkungsgrad als dem Carnotschen Wirkungsgrad.

Sonst könnte man ein "Perpetuum Mobile 2. Art" bauen - eine Maschine, die nichts weiter tut als einen Körper abkühlt und die dem Körper dabei entnommene Wärmeenergie  in mechanische Energie umsetzt. Oder auch einen Kühlschrank, der beim Kühlen keinen Strom verbraucht, sondern im Gegensatz sogar erzeugt.

Oder man könnte Wärme von einem kalten zu einem warmen Körper bewegen, ohne dass sich netto etwas anderes in der Umgebung ändert.

Da man so was noch nie beobachtet hat - und auch nichts, was dem gleichbedeutend sein könnte -, nennt man diese Unmöglichkeiten ein Naturgesetz.

Ein Wärmekraftwerk mit 100 % Wirkungsgrad wäre ein Perpetuum mobile. Da bei jeder Energieumwandlung ein mehr oder weniger großer Teil der Energie in Form von frei diffundierender Wärme in die Umwelt abgegeben und somit für das System verloren geht, kann es kein Perpetuum mobile geben. Und lasse dir bitte jetzt nichts von "freier Energie" erzählen.

Weil bei jedem mechanischen Prozess Verlustwärme entsteht, die nicht zu 100% wieder ins System zurückgeführt wird.

Beispiel Glühbirne: Großteil der Energie geht in Form von Wärme verloren.

Der maximal mögliche Wirkungsgrad für die Umwandlung von Wärme in andere Energie kann theoretisch hergeleitet werden; er hängt ab von den Temperaturen auf der heißen und der kalten Seite der Maschine:
https://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rmekraftmaschine#Wirkungsgrad

Da weder die heiße Temperatur gegen unendlich geht noch die kalte Temperatur gegen 0K, ergibt der Ausdruck immer einen Wert < 1.