Entropie bedeutet doch im weitesten Sinne, dass wenn Eiswürfel im schmelzen sie nie wieder die selben werden oder nicht?
Es kann im System jedoch Entropie entstehen. Prozesse, bei denen dies geschieht, werden als irreversibel bezeichnet, d. h., sie sind – ohne äußeres Zutun – unumkehrbar
4 Antworten
Zunächst der idealisierte Fall:
Wenn Eiswürfel schmelzen, nehmen sie Wärme aus der Umgebung auf. Wenn bei diesem Vorgang keine Entropie entsteht, ist der Vorgang reversibel. Das ist aber nur der Fall, wenn die Temperaturdifferenz gleich Null ist und der Vorgang unendlich lange dauert.
Um das Wasser wieder zu gefrieren, muss die zunächst aufgenommene Wärme wieder an die Umgenung abgegeben werden. Auch dieser Vorgang ist nur dann reversibel, wenn keine Entropie dabei entsteht, was nur dann theoretisch möglich ist, wenn die Temperaturdifferenz erneut 0 K beträgt und der Vorgang unendlich lange dauert.
Reversibel ist dann ein Vorgang, wenn die Umgebung vorher und nachher keine Änderung erfahren hat. Ihr Zustand, insbesondere ihr Entropiegehalt, dürfen sich nicht ändern. Das ist aber nur möglich, wenn bei keinem der Teilvorgänge Entropie entsteht.
Praktischer Fall:
In der Regel hat man nicht genügend Zeit, um unendlich lange zu warten. Der Vorgang muss beschleunigt werden, es muss eine Temperaturdifferenz geschaffen werden. Je höher die Temperaturdifferenz, umso schneller geht der Vorgang. Bei einem Wärmeübergang mit Temperaturdifferenz entsteht aber grundsätzlich auch Entropie, weswegen der Vorgang irreversibel wird. Je höher die Temperaturdifferenz, umso mehr Entropie entsteht auch.
Um das praktisch/technisch zu verdeutlichen:
Die Eiswürfel befinden sich in einem Kühlschrank, der ausgeschaltet ist. Die Umgebungstemperatur betrage 10 °C (283 K). Nun schmelzen sie und geben ihre Wärme an die Umwelt ab. Da die aber beliebig groß ist, verändert sich deren Temepratur zunächst nicht, wobei aber mit dem Wärmetransport auch schon Entropie transportiert wird. Irgendwann sind die Eiswürfel geschmolzen. Da dies unter den gegebenen Umständen nicht mehr ohne äußeres Zutun umgekehrt werden kann, also dass das Wasser wieder gefriert, ist das Schmelzen irreversibel.
Um das Wasser wieder fest zu kriegen, muss der Kühlschrank eingeschaltet werden, um im Inneren weniger als 273 K zu erzeugen. Der Kühlschrank wäre jetzt das "äußere Zutun". Dazu ist Exergie (beliebig umwandelbare Energie), z.B. in Form von Strom, erforderlich. Dafür wird aber an der Rückwand des Kühlschrankes Anergie (nicht mehr umwandelbare Energie) in Form von Abwärme an die Umwelt abgegeben.
Es wird also entropiearme Energie (Strom) in entropiereiche Energie (Abwärme) umgewandelt, der Entropiegehalt der Umwelt hat sich dadurch erhöht. Sie ist nach dem Vorgang nicht mehr dieselbe, wie vor dem Vorgang. Daher ist der Vorgang insgesamt irreversibel.
Nein, es geht eher darum, dass das Eis zwar von alleine schmelzen möchte, weil dann die Wassermoleküle mehr in Bewegung sind. Aber zurück möchte das Wasser ungern zu Eis werden, weil dann die Teilchen enger zusammen und unbeweglicher sind.
Wie dein Zimmer. Es wird wie von alleine Unordentlich( größere Entropie) aber umaufzuräumen muss Kraft/Energie aufgewendet werden. Von slebst räumt es sich nicht auf
Von mir auch ein Nein.
Dass nach dem Schmelzen nicht wieder die selben Eiswürfel entstehen, mit genau den selben Wassermolekülen, ist eigentich gesunder Menschenverstand, keine Thermodynamik.
Wenn du Eiswürfel aus dem Eisfach nimmst, und sie schmelzen, werden keine neuen entstehen, wenn du nicht Energie aufwendest.
Also das Schmelzwasser wieder ins Eisfach legst.
Und bekanntlich (aus dem Kontoauszug ersichtlich) verbraucht ein Kühlschrank Energie.
Das ist Thermodynamik.
Und Entropie ist ein Begriff aus der Thermodynamik.
OK, auch aus der Chemie, aber da läuft's auf's selbe hinaus.
Nein. Ob nach erneutem Vereisen der Würfel "derselbe ist", interessiert hier nicht. Es kommt bei der Entropie nur darauf an, dass die Umkehrung nicht ohne Zutun geschieht.