Widerlegt der 2. Haupsatz der Thermodynamik die Theorie vom Treibhauseffekt?
Verstößt der sogenannte Treibhauseffekt, der für ein lebensfreundliches Klima auf der Erde verantwortlich sein soll, gegen den 2. Hauptsatz der Thermodynamik, nach welchem Wärmeenergie nur von warm nach kalt, niemal aber von kalt nach warm fließen kann? Nach der Theorie des Treibhauseffektes der Spurengase wie CO2 wird die warme Erdoberfläche bzw. die unmittelbar darüberliegende Luft durch "Rückstrahlung" aus kälteren Atmosphärenschichten zusätzlich aufgeheizt.
5 Antworten
Der zweite Hauptsatz besagt in einer seiner möglichen Formulierungen, dass Wärme nur von einem warmen auf einen kalten Körper übergeht, nie umgekehrt.
Vor der sehr heißen Sonne geht Wärme zur Erde über und die Erde strahlt sie weiter ab in die Weiten des Weltalls. Damit stellt sich auf der Erde eine Temperatur zwischen der der Sonne und des Weltalls ein. Diese Temperatur hängt von der Zusammensetzung der Atmosphäre ab. Das ist kein Verstoß gegen den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik zu erkennen.
Nein! Der 2. Haupsatz der Thermodynamik gilt für abgeschlossene Systeme. Die Erse ist aber zum Weltall offen.
Unsinn! Nehmen wir an, du hast zwei Stahlwürfel und stellst sie so nebeneinander, dass sie sich an einer Fläche berühren. Der eine habe eine Temperatur von 100 °C der andere sei 20 °C warm. Der Zweite Haupsatz besagt nun, dass es unmöglich ist, dass die Wärmeenergie des kälteren Körpers auf den wärmeren übergeht und diesen auf diese Weise weiter aufheitzt, so dass am Ende der kältere Körper noch kälter und der wärmere Körper noch wärmer ist. So soll aber die sogenannte durch CO2 bedingte "Rückstrahlung" funktionieren. Die beiden Würfel unseres Gedankenexperimentes sind auch nach dem sie umgebenden Raum (der Umgebungsluft) offen, und der Zweite Hauptsatz gilt trotzdem.
Jeder Körper emittiert bei jeder Temperatur elektromagnntische Strahlung, die Energie hängt von der Temperatur ab. Nimm zwei Kästen unterschiedlicher Temperatur, die durch ein Vakuum getrennt sind. Der einzig mögliche Wärmetransport ist nun die Strahlung. Es bewegen sich ständig Photonen aus beiden Körpern in beide Richtungen, netto bewegt sich allerdings ein Energiestrom von warm nach kalt. Genauso ist es in der Atmosphäre. Selbstverständlich bewegt sich Infrarotstrahlung auch von kalt nach warm, also auf die Erde, netto allerdings von der Erde weg. Dieser Nettostrom wird durch den Treibhauseffekt lediglich verrinert.
p.s. Man kann jeden Strom immer in Teilkomponenten zerlegen: In einem Metalldraht fließt ständig ein ungeheurer Strom gewaltigen Ausmaßes von A nach B und ein weiterer Strom gleicher Stärke von B nach A. Würde man jetzt sagen, diese Ströme würden irgendein Gesetz verletzten? Selbstverständlich nicht.
Nein - es geht bei Treibhauseffekt ja um Strahlen der Sonne die die Erde erwärmen und er 2 Hauptsatz gilt nur für Gase und Flüssigkeiten - Strahlen sind wieder was besonderes
Hoffe es hilft und stimmt auch so - is auch schon etwas her seit ich das in der Schule gelernt hab :D
apriket hat recht. Es handelt sich um zwei verschiedene Effekte. Photonen (Infrarotstrahlung) wird von den höheren Schichten reflektiert. Das hat nichts mit Thermodynamik zu tun, sondern mit "Photonenbilliard". Der zeite Effekte, nämlich die des Übergangs von Wärmenergie von den wärmeren auf die kälteren Schichten, findet auch statt (2. th.dyn. Satz), nur ist der Effekt offensichtlich nicht so stark (zum Glück). Viele natürliche Phänomene sind eine Summe von verschiedenen, z.T. gegenteiligen Effekte, aber einige Effekte übersteuern die anderen.
Zwar strahlt ein kälterer Körper (Atmosphäre mit Treibhausgasen) auch einen wärmeren Körper (Erde) an, aber nach dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik kann sich dieser dadurch nicht erwärmen. Falsch! Die Energie geht weder verloren noch macht die Strahlung einen Bogen um den wärmeren Körper. Dieser absorbiert sie, seine Temperatur erhöht sich, und er strahlt diese zusätzliche Energie wieder ab. Genau das ist der Treibhauseffekt. Sowohl bei Strahlung als auch bei Wärmeleitung gilt: Wenn bei einem beheizten Körper (dazu gehört wegen der Sonneneinstrahlung auch die Erde) die Energieabgabe behindert wird, erwärmt er sich selbst. Nach wie vor fließt die Energie von warm nach kalt - und damit ist der zweite Hauptsatz nicht verletzt. Beispiele hierzu sind: Eine Decke wird auf ein Heizkissen gelegt, ein Haus erhält Isolierverglasung, im Winter tragen wir Pullover und Handschuhe.
Erstens gilt der 2. Haupsatz selbstversändlich auch für Festkörper, mit anderen Worten, er gilt universell, und zweitens handelt es sich um Energie, die vom CO2 absorbiert und als Infrarotstrahlung aus oberen Luftschichten auf die Erde zurückgestrahlt wird. So wird der Treibhauseffekt erklärt.