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Zum zweiten Hauptsatz -Erinnerung: Carnot Prozess -Entropiebetrachtung -Formulierungen des 2. Hauptsatzes -Verallgemeinerung Exergie, Wandelbarkeit -Exergieverlust.

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Präsentation zum Thema: "Zum zweiten Hauptsatz -Erinnerung: Carnot Prozess -Entropiebetrachtung -Formulierungen des 2. Hauptsatzes -Verallgemeinerung Exergie, Wandelbarkeit -Exergieverlust."—  Präsentation transkript:

1 Zum zweiten Hauptsatz -Erinnerung: Carnot Prozess -Entropiebetrachtung -Formulierungen des 2. Hauptsatzes -Verallgemeinerung Exergie, Wandelbarkeit -Exergieverlust und Entropiezunahme beim Mischen -Anwendung: Deckung des Wärmebedarfs Temperaturniveaux -Problem: gemischter Speicher -Schichtspeichers

2 -Erinnerung: Carnot Prozess isoth. Schrittadiab. Schritt Aus: Heering, Martin, Strohre r

3 -Carnot Prozess

4 3)

5 - Hauptsatz, Formulierungen Es gibt keine Wärmekraftmaschine die bei den gegebenen Temperaturen der Wärme Zu- und Abfuhr einen höheren Wirkungsgrad hat als der entsprechende Carnot-Prozess. In einem geschlossenenen System kann die Entropie nicht abnehmen. Bei reversiblen Prozessen bleibt sie konstant. [ der Carnot Prozess ist reversibel ]

6 - Hauptsatz, Formulierungen In einem geschlossenenen System kann die Entropie nicht abnehmen. Bei reversiblen Prozessen bleibt sie konstant. [ der Carnot Prozess ist reversibel ] Bei irreversiblen Prozessen wächst die Entropie an Beispiel: Mischungsprozesse

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9 Entropie hat ohne äusseren Wärmeaustausch zugenommen: Irreversibler Vorgang !

10 Entropie hat ohne äusseren Wärmeaustausch zugenommen: Irreversibler Vorgang !

11 Entropie hat ohne äusseren Wärmeaustausch zugenommen: Irreversibler Vorgang !

12 Entropie hat ohne äusseren Wärmeaustausch zugenommen: Irreversibler Vorgang !

13 Entropie hat ohne äusseren Wärmeaustausch zugenommen: Irreversibler Vorgang !

14 - Hauptsatz, Formulierungen In einem geschlossenenen System kann die Entropie nicht abnehmen. Bei reversiblen Prozessen bleibt sie konstant. Bei irreversiblen Prozessen wächst die Entropie an.

15 - Hauptsatz, Formulierungen In einem geschlossenenen System kann die Entropie nicht abnehmen. Bei reversiblen Prozessen bleibt sie konstant. Bei irreversiblen Prozessen wächst die Entropie an. Wärme kann nicht von selbst von einem Körper niedriger Temperatur auf einen Körper höherer Temperatur übergehen. Die thermische Energie besteht aus einem Anteil Exergie (umwandelbare Energie) und einem Anteil Anergie.

16 - Hauptsatz, Formulierungen In einem geschlossenenen System kann die Entropie nicht abnehmen. Bei reversiblen Prozessen bleibt sie konstant. [ der Carnot Prozess ist reversibel ] Bei irreversiblen Prozessen wächst die Entropie an Prozess mit Irreversibilitäten Entropiebilanz: 0

17 - Die thermische Energie besteht aus einem Anteil Exergie (umwandelbare Energie) und einem Anteil Anergie Wandelbarkeit (Nutzbarkeit) wächst mit der Temperaturdifferenz Ausgleich (Mischung) der Temperaturen reduziert Nutzbarkeit (wenn der Ausgleich nicht über eine (Carnot-)Maschine erfolgt die die Exergie auskoppelt)

18 - Die thermische Energie besteht aus einem Anteil Exergie (umwandelbare Energie) und einem Anteil Anergie [jenseits der thermodynamischen Maschinen] Wärmededarf in Gebäuden Heizung Bedarf Q Heiz [kWh] T= (?) 70°C, 40°C Warmwasser Bedarf Q WW [kWh] T= 60°C

19 - Wärmededarf in Gebäuden Heizung Bedarf Q Heiz [kWh] T= (?) 70°C, 40°C Warmwasser Bedarf Q WW [kWh] T= 60°C Wenn Temperatur einer Wärmequelle < T-Bedarf Anergie [Wärme kann nicht von selbst von einem Körper niedriger Temperatur auf einen Körper höherer Temperatur übergehen] nachhelfen (Nachheizung, Wärmepumpe)

20 - Wärmededarf in Gebäuden Heizung Bedarf Q Heiz [kWh] T= (?) 70°C, 40°C Warmwasser Bedarf Q WW [kWh] T= 60°C Wenn Temperatur einer Wärmequelle < T-Bedarf Anergie Anergieanteil vermindern Temperaturniveaux hoch halten Mischung vemeiden (Entropie !)

21 - Anergieanteil vermindern Temperaturniveaux hoch halten Mischung vemeiden (Entropie !) Probleme bei der Energiespeicherung: Beispiel: Beladung des Speichers einer Solaranlage starke Durchmischung (Simulation) 10 min 30 min

22 - Anergieanteil vermindern Temperaturniveaux hoch halten Mischung vemeiden (Entropie !) Probleme bei der Energiespeicherung: Beispiel: Beladung des Speichers einer Solaranlage, Schichtspeicher

23 - Anergieanteil vermindern Temperaturniveaux hoch halten Mischung vemeiden (Entropie !) Probleme bei der Energiespeicherung: Beispiel: Beladung des Speichers einer Solaranlage, Schichtspeicher

24 - Anergieanteil vermindern Temperaturniveaux hoch halten Mischung vemeiden (Entropie !) Probleme bei der Energiespeicherung: Beispiel: Beladung des Speichers einer Solaranlage, Schichtspeicher

25 - Anergieanteil vermindern Temperaturniveaux hoch halten Mischung vemeiden (Entropie !) Probleme bei der Energiespeicherung: Beispiel: Beladung des Speichers einer Solaranlage, Schichtspeicher

26 - Anergieanteil vermindern Temperaturniveaux hoch halten Mischung vemeiden (Entropie !) Probleme bei der Energiespeicherung: Beispiel: Beladung des Speichers einer Solaranlage, Schichtspeicher Das Vermeiden von Entropiezuwachs ist aufwendig !


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