Thermodynamik Entropiestrom berechnen?
- Um das Wasser in einem schlecht isolierten elektrisch beheizten Speicher auf 50 °C zu halten, ist eine Leistung von 10 W erforderlich.
a) Wie groß ist der mit dem Verlustwärmestrom aus dem Speicher fließende Entropiestrom?
b) Welcher Entropiestrom fließt in die Umgebung (t=20 °C)?
Das ist meine zu rechnende Aufgabe und weiß einfach nicht wie ich den Entropiestrom berechne aus den gegeben daten
1 Antwort
Eine gute Umweltaufgabe übrigens.
Rechnen wir zunächst mit Elektroheizung. Die Wärme wird ja abgegebben bei 10 ° C = 283 K ; bei der Entropie kommt die Temperatur immer in den Nenner:
DELTA ( S ) = 10 W / 283 K =
= 35.34 mW / K ( 1 )
Was ist die Idee hinter dieser Rechnung? Du hast eine Leistung P , eine ===> freie Energie ( z.B. elektrische ) die du bei einer bestimmten Temperatur als Wärme vergeudest - je kälter desto schlimmer ( weil ja T im Nenner steht. )
Hier ICH war ja fortschrittlich; mein Wasserboiler war ein Kompressor; eine Wärmepumpe. Ich weiß ja nicht, wie der ihr realistischer Wirkungsgrad aussieht; aber rechnen wir doch mal Carnotmaschine. Die Entropie, welche die Carnotmaschine bei T1 = 50 ° C = 323 K an den Boiler abgibt, ist
DELTA ( S ' ) = 10 W / 323 K =
= 30.96 mW / K ( 2 )
Genau um den Wert ( 2 ) würde aber bei einem idealen Carnotprozess die Entropie in dem kalten Reservoir, der Umgebung, zurück gehen. Den Anteil
( 2 ) / ( 1 ) = 87.61 %
des Entropiestroms pumpt demnach die Wärmepumpe aus der Umgebung wieder zurück in den Boiler - hier ein ganz neues Bild.
( Die Maschine arbeitet stationär; die Wassertemperatur ändert sich ja nicht. )
Nur 12 % müssen durch freie Energie ersetzt werden.
danke ja ich bin da noch was wackelig in der thermodynamik auf den beinen :P 18 Tage zur klausur aber das wird denke ich :)