Reversibel und adiabatisch?
Ein adiabatischer Prozess ist ja eine Zustandsänderung, wo keine Wärme mit der Umgebung ausgetauscht wird. Ist diese Zustandsänderung dann eig. immer geschlossen bzw. abgeschlossen?
Ein reversibler Prozess bedeutet ja, dass die Änderung der Entropie gleich null ist. Kann ein adiabatischer Prozess denn dann überhaupt irreversibel ablaufen sondern nur reversibel oder vertausche ich gerade die Grundlagen?
1 Antwort
Ein adiabatischer Prozess ist ja eine Zustandsänderung, wo keine Wärme mit der Umgebung ausgetauscht wird.
Das ist korrekt.
Ist diese Zustandsänderung dann eig. immer geschlossen bzw. abgeschlossen?
Nein, die gibt es auch bei offenen Systemen und bei Fließprozessen.
Beispiel: Man öffnet das Ventil einer Pressluftflasche oder drückt auf eine Spraydose. An der Düse findet kein nennenswerter Wärmeaustausch statt. Auch innnerhalb von Turbinenfinden z.B. adiabate Prozesse statt.
Ein reversibler Prozess bedeutet ja, dass die Änderung der Entropie gleich null ist.
Richtig. Nur wenn keine Entropie erzeugt wurde, ist der Prozess umkehrbar.
Kann ein adiabatischer Prozess denn dann überhaupt irreversibel ablaufen sondern nur reversibel oder vertausche ich gerade die Grundlagen?
In der Praxis laufen sämtliche Prozesse, egal ob adiabat oder nichtadiabat, irreversibel ab. Ein reversibler, also isentroper Prozess ist eine reine Modellvorstellung ähnlich wie eine reibungsfreie Bewegung in der Mechanik. Mit konstanter Entropie lässt sich aber zum einen gut rechnen und zum anderen lassen sich damit optimale Vergleichprozesse modellieren, die zumindest eine gute Näherung an die Realtät erreichen und das bei geringstmöglichem Rechenaufwand. Da geht eben Bequemlichkeit vor Genauigkeit.
Also könnte man behaupten, dass ein offenes System solange adiabatisch ist, wenn es einen Überdruck hat. Schließlich sorgt er ja für diesen nicht Nennenswerten Wärmeaustausch.
Nein nicht unbedingt. Man kann auch adiabat komprimieren. Wenn du eine Fahrradluftpumpe mit einer Isolation ummantelst, kannst du auch adiabat verdichten.
Allerdings hatte ich gedacht, dass selbst der kleinste Wärmeaustausch dafür sorgt, dass das System offen wird und deshalb nicht mehr adiabatisch?
Zu den Begriffen:
offen bedeutet, es wird Materie über die Systemgrenze transportiert.
geschlossen bedeutet, es wird keine Materie über die Systemgrenze transportiert (m = konst.).
adiabat/adiabatisch. Energie kann nur in Form von Volumenänderungsarbeit die Systemgrenze überschreiten, nicht aber in Form von Wärme
Hier findest du eine schöne Übersicht über die verwchiedenen Systeme mit technischen Beispielen:
https://de.wikipedia.org/wiki/Thermodynamisches_System#Nach_der_Wechselwirkung_mit_der_Umgebung
siehe Bild rechts unten.
Reversibel wird also immer deshalb in Klausuren verwendet weil es einfach einfacher ist
Genau. Das findet vor allem bei Grundlagenvorlesungen statt. Bei fortgeschrittenen Anwendungen muss man mit realen Verhältnissen rechnen, was die Sache aber ziemlich aufwendig macht. Da kriegt man oft umfangreiche Gleichungssysteme aus Differentialgleichungen, die sich nur noch numerisch mit Computern lösen lassen.
Das Bild war echt hilfreich. Hab jetzt auch das mit der Isolierung bei Adiabatischen Systemen verstanden. Danke :)
Noch was, ich habe Angst in Zukunft wieder die falschen Formeln zu verwenden. Kannst du mir vielleicht sagen, wie ich für isochore und isobare Zustandsänderungen die Wärme und die Arbeit berechnen kann :)
Die Arbeit bei isochoren und isobaren Prozessen ist recht einfach, da einer der beiden entscheidenden Parameter konstant ist:
isochor: W = 0, da die Systemgrenze nicht verschoben wird.
isobar: W = p * ΔV
Für die Wärme wüsste ich jetzt keine speziellen Formeln.
Wie funktioniert das mit der Änderung der inneren Energie bei isobaren Prozessen?
Bei Adiab: dU = W also n * Cv * dV
Bei isotherm: dU = 0
Bei isochor: dU = Q, Wenn Wärme nicht gegeben ist, wie macht man das dann?
Bei isobar: Auch hier, es ist ja dU = W + Q
Was wenn man Wärme nicht gegeben hat?
Was wenn man Wärme nicht gegeben hat?
Bei isobar: Auch hier, es ist ja dU = W + Q
Da in der Formel 3 Werte vorkommen, müssen zwei gegeben oder berechenbar sein, damit man den 3 Wert ausrechnen kann. Anders geht das nicht.
Entweder ist die Wärme gegeben, z.B. durch die Leistung einer Heizplatte und die Dauer der Erwärmung oder dU und W sind aus den Angaben berechenbar und dann über den Hauptsatz die Wärme Q.
Ok, letzte Frage: Gilt die Gleichung für die Änderung der inneren Energie für alle Änderungen der inneren Energien bei all den oben genannten Prozessen außer bei isotherm, da die da null wird?:
dU = n * Cv * dT?
Nein, bei isobaren Prozessen nimmt man bei Gasen statt Cv das Cp.
Danke. Wünsche dir später frohes neues :)
Danke gleichfalls. Habe schon alles vorbereitet und gerade nochmal geguckt: noch ist das neue Jahr am Osthorizont nicht zu sehen. ;-)
Also könnte man behaupten, dass ein offenes System solange adiabatisch ist, wenn es einen Überdruck hat. Schließlich sorgt er ja für diesen nicht Nennenswerten Wärmeaustausch.
Allerdings hatte ich gedacht, dass selbst der kleinste Wärmeaustausch dafür sorgt, dass das System offen wird und deshalb nicht mehr adiabatisch?
Rest war verständlich. Reversibel wird also immer deshalb in Klausuren verwendet weil es einfach einfacher ist :D