Entropie bei Wärmepumpen?
Hallo!
Wenn man einen Kühlschrank offen lässt, wird der Raum naturgemäß nicht abkühlen. Wie kann man das mit der Entropie, sprich mit dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik begründen?
6 Antworten
Die Wärme verschwindet ja nicht einfach aus dem geschlossenen Raum, in dem der Kühlschrank steht (Erhaltung der Energie), sie wird nur durch die Wärmepumpe vom Kühlschrankinneren nach hinten befördert. Sie geht somit nicht verloren. Die Summe bleibt sich gleich. Genau genommen wird der Raum sogar noch wärmer, weil der Betrieb der Wärmepumpe ebenfalls (elektrische) Energie benötigt, die auch zu Wärme wird.
Ergänzung: Ohne äußere Energiezufuhr (Strom Wärmepumpe) würde sich die Wärme mit der Zeit im ganzen Raum gleichmäßig verteilen (Entropie). Für die ungleiche Wärmeverteilung muss laufend Energie zugeführt werden, der Raum erwärmt sich.
Es gibt schlicht zu viele Wärmequellen mit höherer Leistung, allen voran die Sonne.
weil Wärme sich ausbreitet. Kälte nicht in dem Sinne (außer Wasser). also geht die warme Luft in den Kühlschrank und taut diesen ab.
Klingt gut, danke. Wie kann man hier die Entropie ins Spiel bringen?
Du hast ein geschlossenes System (den Raum), in dem Temperaturen ungleichmäßig verteilt sind .. im Kühlschrank bzw. außerhalb. Diesem geschlossenem Raum wird nun Energie zugeführt (Strom), um das Segment Kühlschrank abzukühlen. Die hierbei aufgewendete Energie geht inkl. der dem System Kühlschrank entzogene Wärme in das System "geschlossener Raum".
Soll heißen, per se wird das System "Raum" sogar wärmer, weil die Energie für das Kühlen des Teilsystems "Kühlschrank" nicht aus dem Raum abgeleitet wird.
Da gilft der 2. HS nicht wesentlich weiter. Da hilft der 1. HS mehr.
Die gesamte dem Kühlschrank zugeführte elektrische Energie wird in Wärme umgewandelt. Durch die Zufuhr von Wärme steigt die innere Energie des Zimmers, was sich in einer ansteigenden Temperatur bemerkbart macht.
E_el = Q = ∆U = c_Luft * m_Luft * ∆T
Man könnte nun auch noch berücksichtigen, dass im Laufe der Zeit die erwärmte Luft einen Teil ihrer inneren Energie an das Mobiliar des Raumes abgibt, wodurch sich dieses ebenfalls erwärmt und den Temperaturanstieg der Luft sozusagen dämpft.
Über den 2. HS kann man jetzt lediglich noch feststellen, dass durch die Wärmezufuhr zwangsläufig auch die Entropie im Raum steigt:
dS = dQ/T = dE_el/T
Und da kauert sie sich dann ganz klein zusammen und weiß nicht, wo sie hin soll?!? ;)))