1. Thermodynamischer Hauptsatz

[Abischai]

Genau!
Der Energieerhaltungssatz ist m.E. die zentrale Aussage.

Liebe Magdalena!

Es ist in der Realität nicht möglich, ein abgeschlossenes System zu betrachten. Das einzige wirklich abgeschlossene System ist das Universum. Das ist nun aber nur theoretisch sinnvoll.

Ein System ist ein komplexer Zusammenhang mehrerer Faktoren, die einander bedingen.
Wenn man es schafft, ein System so abzukapseln, daß keine Einflüsse von außen und keine Wirkungen nach außen erfolgen können (also keine Materie~ oder Energietransporte stattfinden), kann man das System als abgeschlossen betrachten.

In der Technik sind "geschlossene" Systeme solche, die keine relevanten Außenbeziehungen pflegen.

Ein gewöhnlicher Kompressorkühlschrank (heute die meisten) hat ein gekapseltes Kühlsystem. D.h. daß das Kältemittel (ein Gas) in einem dicht verschweißten und verlöteten Rohr- und Behälterkomplex "gefangen" ist. Die Pumpe ist komplett innerhalb dieses Behälters eingebaut und gasdicht. Allein die Stromanschlüsse sind durch isolierende Vergußstoffe (also auch gasdicht) nach außen geführt. Das System ist geschlossen (chemisch). Aber wenn es sich in Bewegung setzt, erfolgt an einem Teil im Kühlschrank drin eine deutliche Abkühlung (bis -25°C) und meist an der Rückseite des Kühlschranks in einem anderen Teil des Systems eine deutliche Erhitzung (70°C)

Die Wärme (hier die Wärmeenergie, in Form von Temperaturunterschieden fühlbar) wird "gepumpt" ("Wärmepumpe") von innen (Kühlschrankinnenraum) nach außen (Rückwand).
Es gibt also offensichtlich doch Wirkungen von und nach außen. Das System ist also nicht "geschlossen", obwohl das verantwortliche Gas völlig isoliert ist.

Man müßte also den Kühlschrank in einen überdimensionalen Raum stellen, der völlig aus Styropor besteht und keine "Wärmebrücken" nach außen hat. Dann würde sich der Raum durch den Betrieb des Kühlschranks z.B. aufheizen.

Was also als "geschlossenes System" gelten soll, muß man für den Anwendungsfall festlegen und andere Nebeneffekte ignorieren. Wissenschaftlich korrekt ist das nicht, aber technisch korrekt ist es.

Noch zwei praktische Beispiele:
Wenn man im Winter in einem Zimmer mehrere Glühlampen anschaltet, ist das keine "Stromverschwendung", weil die Lampen ja deutlich Wärme abgeben, die den Raum heizen. Wer seine Bude ohnehin elektrisch heizt, hat damit keine weiteren Verluste, denn was die Lampen heizen, verbraucht die E-Heizung weniger, um die Raumtemperatur zu halten. Man muß nur verhindern, daß die Wärmestrahlung das Zimmer verläßt => Jalousien, Rolläden, Gardinen zu! Sonst hätte man ja wieder eien Wirkung nach außen = Verlust eines Teils der Wärme.
(Im Sommer ist das blöd, denn da will man es ja kühl haben. Ich nehme im Sommer LED oder Leuchtstoff, im Winter Glüh... und Kerzenschein)

Wenn man im Winter einen Kühlschrank im Wohnraum stehen hat, heizt man mit dem Ding den Raum, andererseits zieht der Kühlschrank ja auch die Wärme in sein Inneres ("Leck"), um die "Kühle" zu halten arbeitet das Aggregat, und hält den Kreislauf aufrecht, daß es innen kühl bleibt.
Ideal wäre es, wenn man den Kühlschrank so in eine Wand einbauen würde, daß die Kammer in einem kalten Raum steht (Schlafraum, Flur) und von dort bedient wird, die Rückseite aber in einem warmen Raum (Wohnraum, Bad), den man ohnehin heizen möchte.
So arbeiten (konsequent zu Ende gedacht) "Wärmepumpen, mit denen Leute ihre Häuser heizen, oder wenn man die "umdreht" im Sommer kühlen ("Klimaanlage").

Liebe Grüße, Tobias

[Magdalena61]

Danke euch, für eure Mühe.
Ganz schön kompliziert, zum Teil.

Ich empfehle die Formulierung: 1. HS der Thermodynamik.

*notiert*
Wenn es einen Ersten gibt, dann gibt es sicher auch einen Letzten.

Es ist der Erhaltungssatz: Energie kann weder gebildet noch vernichtet, sondern nur umgewandelt werden.

Und das ist sicher?

Dieser 1. HS wurde nämlich im Zusammenhang mit dem Universum genannt. Demnach hat das Universum- oder ein Einzelteil davon- keinen "Anfang". Es muß dann immer gleich viel Energie dagewesen sein, egal, in welcher Form; kann man das so sagen?
LG

[Pluto]

Was also als "geschlossenes System" gelten soll, muß man für den Anwendungsfall festlegen und andere Nebeneffekte ignorieren. Wissenschaftlich korrekt ist das nicht, aber technisch korrekt ist es.

Sehe ich auch so.

Kannst du mir vielleicht eklären, warum bei vielen Kreaionisten die Meinung vorherscht, die Erde sei ein geschlossenes System?
Und das trotz dem feurig gelben Wärmespender der sich tagtäglich über den Himmel schiebt?

[Abischai]

? Sagen die das? Nein, kann ich Dir nicht erklären. Vielleicht haben die keine Ahnung von der Natur und wiederholen nur getreu, was ihnen jemand bruchstückhaft vorgekaut hat. Das habe ich früher auch gemacht, ist peinlich, aber nicht zu leugnen.

Mir bereitet es große Pein, daß ich Perfektionist bin, dazu Techniker, schizoid und ... ach was weiß ich nicht alles. Ich habe eben wie viele von uns einen "Treffer" weg. Aber das bedeutet eben ein bestimmtes Schwergewicht, was mitunter auch brauchbar ist.

In gewisser Weise kann man die Erde als abgeschlossenes System betrachten. Man muß den beständigen Zyklus einbeziehen, daß die Erde am Tage geheizt wird und nachts auskühlt.

Das Tagesmittel ist aber als Gleichmaß angenommen, sodaß im Grunde nicht viel bleibt. Alle Energie der Sonne wird hier irgendwie reflektiert und absorbiert und verzögert (fossile Brennstoffe) wieder in die Atmossphäre und dann ins All emmitiert. Die Endlosigkeit des Alls erlaubt aber kein wirklich nachhaltiges "Erwärmen" der Erde. In dem starken Strom von aufladen und entladen der Erde spielt das bissl "Treibhaus" keine Rolle. Daher ist es möglich, das vorherrschende Gleichgewicht im gewaltigen Strom auf und von der Erde als stabil und damit "abgeschlossen" bezeichnen zu können.

Um die Erde auf ein Temperaturniveau von 20°C einzupendeln ist gewaltige Energie nötig, sowohl zum Heizen als auch zum Kühlen.

Nun aber haben wir dieses "Niveau" und es gibt keinen bedeutenden Zuwachs. Der vorherrschende Stau im Fluß bildet das Niveau. Von hier aus erfolgen die in der Biosphäre stattfindenen Vorgänge von Zunahme und Abnahme, was aber analog zum ersten Kirchhoff'schen Gesetz der Elektrotechnik in Summe "Null" ergibt. Die unterm Mikroskop und in Zeitlupe betrachtete Bewegung um diesen relativen Nullpunkt herum ist das, was sich hier auf Erden abspielt, unser bisschen Verbrennen, unser Leben, unser Atmen, unser Stillhalten, unser Streß. Alles zusammengenommen hebt sich gegenseitig auf und bildet das langfristige Niveau, auf dem sich alles eingependelt hat und immer wieder einpendeln wird. Man darf nur keine exponentiellen Komponenten einbauen. Wir Menschen tun das leider, aber nur in kleinen Systemen. Die kosmischen Zyklen der Erde interessiert nicht, wie der Dollarkurs steht. Und als die Lake-Missoula-Flut war, gab es keine Mehrwertsteuer und kein ALG II. Auch interessiert sich das Urgestein im Grand Cañon gewiß nicht für die Bundestagswahl 2013.

[Janina]

Es ist der Erhaltungssatz: Energie kann weder gebildet noch vernichtet, sondern nur umgewandelt werden.

Und das ist sicher?

Ja. Das wird aus den fundamentalen Eigenschaften der Kraftwirkungen hergeleitet.
Ganz genau genommen bleibt die Energie für die Zeitdauer Delta t nur bis auf den Betrag h/4Pi konstant. Das folgt aus der Unschärferelation.

Kannst du mir vielleicht eklären, warum bei vielen Kreaionisten die Meinung vorherscht, die Erde sei ein geschlossenes System?

Wo ein riesiger Fehler rauskommt, muss auch ein riesiger Fehler reingehen. So wie in diesem Fall fundamentales Unverständnis von Physik.

[Pluto]

Kannst du mir vielleicht eklären, warum bei vielen Kreaionisten die Meinung vorherscht, die Erde sei ein geschlossenes System?

Wo ein riesiger Fehler rauskommt, muss auch ein riesiger Fehler reingehen. So wie in diesem Fall fundamentales Unverständnis von Physik.

[Lamarck]

Hi Magdalena61!

Ich empfehle die Formulierung: 1. HS der Thermodynamik.

*notiert*
Wenn es einen Ersten gibt, dann gibt es sicher auch einen Letzten.

Da ist was dran.

Es ist der Erhaltungssatz: Energie kann weder gebildet noch vernichtet, sondern nur umgewandelt werden.

Und das ist sicher?

Wie das Amen in der Kirche.

Dieser 1. HS wurde nämlich im Zusammenhang mit dem Universum genannt. Demnach hat das Universum- oder ein Einzelteil davon- keinen "Anfang". Es muß dann immer gleich viel Energie dagewesen sein, egal, in welcher Form; kann man das so sagen?

Ja: Der Gesamtenergiegehalt des Universums ist (vermutlich) 0 .




Cheers,

Lamarck

[Pluto]

Wenn es einen Ersten gibt, dann gibt es sicher auch einen Letzten.

Ja. es gibt insgesamt vier Hauptsätze. Das Kuriose dabei ist, dasss der 1. gar nicht der erste ist.
Der erste ist der 0. Hauptsatz, der lautet:

Wenn ein System A sich mit einem System B sowie B sich mit einem System C im thermischen Gleichgewicht befindet, so befindet sich auch A mit C im thermischen Gleichgewicht. Die Zustandsgröße, die bei diesen Systemen übereinstimmt, ist die Temperatur.

Warum man bei null anfängt zu zählen, weiss ich auch nicht.
Vielleicht kann das jemand anderes erklären...?

[Abischai]

Vielleicht ist nach Fertigstellung der 3 HS aufgefallen, daß es noch einen grundlegenderen gibt und man die nicht umnummerieren wollte ?!?

Jedenfalls bezeichnet das den "Wärmetod des Weltalls".
Interessanter aktuellpolitischer Bezug.: Gleichmacherei, Globalisierung, Unisex etc. sind Vorboten und Kostproben des Wärmetodes der Welt.
Gesunde Spannungen kommen von Gott. Trennung und Polarisierung, das ist der Ausgangspunkt für das irdische Leben und macht es überhaupt erst lebenswert.
Energie ist erst nur die Folge von Trennungen.

[Magdalena61]

Wenn es einen Ersten gibt, dann gibt es sicher auch einen Letzten.

Ja. es gibt insgesamt vier Hauptsätze. Das Kuriose dabei ist, dasss der 1. gar nicht der erste ist.
Der erste ist der 0. Hauptsatz, der lautet:

Wenn ein System A sich mit einem System B sowie B sich mit einem System C im thermischen Gleichgewicht befindet, so befindet sich auch A mit C im thermischen Gleichgewicht. Die Zustandsgröße, die bei diesen Systemen übereinstimmt, ist die Temperatur.

Warum man bei null anfängt zu zählen, weiss ich auch nicht.
Vielleicht kann das jemand anderes erklären...?

Warum einfach, wenn es auch kompliziert geht?


"Thermodynamik" klang sympatisch.

Ja: Der Gesamtenergiegehalt des Universums ist (vermutlich) 0 .

O nein! Wieso DAS denn?
Jetzt komme ich überhaupt nicht mehr mit.

Damit das Universum seine heutige Form annehmen konnte, brauchte es doch Energie.
LG