Zusammenfassung
In Abschn. 1.44 hatten wir die thermodynamischen Prozesse in reversible und irreversible Prozesse eingeteilt. Reversible Prozesse lassen sich nur annähernd verwirklichen; sie sind als Grenzfälle der in der Natur wirklich vorkommenden natürlichen Prozesse anzusehen. Da reversible Prozesse stets mit quasistatischen Zustandsänderungen verbunden sind, lassen sich über diese Prozesse weitgehende Aussagen machen. So ist es bei reversiblen Prozessen möglich, Wärme und Arbeit vollständig durch Zustandsgrößen des Systems auszudrücken. Wie wir in Abschn. 3.4 genauer erkennen werden, wird bei jedem irreversiblen Prozeß Energie entwertet, was man üblicherweise als Energie„verlust“ bezeichnet. Reversible Prozesse zeichnen sich dagegen durch höchste Vollkommenheit der Energieumwandlungen aus. Wir benutzen sie daher als ideale Vergleichsprozesse, um die Güte wirklicher Prozesse zu beurteilen. Man wird sich ferner bemühen, reversible Prozesse auch praktisch möglichst anzunähern, um Energie„verluste“ zu vermeiden.
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Literatur
M. Planck: Über die Begründung des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik. Sitzber. Berl. Akad. 1926 Phys.-Math. Klasse, S. 453–463.
R. Clausius: Über eine veränderte Form des zweiten Hauptsatzes der mechanischen Wärmetheorie. Pogg. Ann. 93 (1854) S. 481.
R. Clausius: Über verschiedene für die Anwendungen bequeme Formen der Hauptgleichungen der mechanischen Wärmetheorie. Pogg. Ann. 125 (1865) S. 353.
Haase, R.: Thermodynamik der Mischphasen, S. 61–70, Berlin/Göttingen/Heidelberg: Springer 1956; sowie Thermodynamik der irreversiblen Prozesse, S. 24 bis 32, Darmstadt: Steinkopff 1963.
Vgl. hierzu: J. Meixner u. H. -G. Reik: Thermodynamik irreversibler Prozesse. In: S. FlÜgge: Handbuch der Physik, Bd. III/2, S. 413/523. Berlin/Göttingen/Heidelberg: Springer 1959.
R. Haase: Thermodynamik der irreversiblen Prozesse. Darmstadt: Steinkopff 1963.
Vgl. hierzu: Energie und Exergie. Die Anwendung des Exergiebegriffs in der Energietechnik. Düsseldorf: VDI-Verlag 1965.
Dieses Wort zur Bezeichnung der unbeschränkt umwandelbaren Energie wurde 1953 von Z. Rant geprägt. Vgl. hierzu Forsch.-Ing.-Wes. 22 (1956) 36.
Schon W. Thomson (Lord Kelvin) formulierte 1851 den 2. Hauptsatz so, daß diese Umwandlung ausgeschlossen ist: „It is impossible, by means of inanimate material agency, to derive mechanical effect from any portion of matter by cooling it below the temperature of the coldest of the surrounding objects.“ Noch deutlicher kommt das Verbot dieser Umwandlung in der Formulierung des 2. Hauptsatzes zum Ausdruck, die M. Planck benutzte (Vorles. über Thermodynamik, 1. Aufl. S. 80, Leipzig 1897): „Es ist unmöglich, eine periodisch funktionierende Maschine zu konstruieren, die weiter nichts bewirkt als Hebung einer Last und Abkühlung eines Wärmereservoirs.“
Wilhelm Ostwald (1853–1932) war Professor für physikalische Chemie in Leipzig. Er erhielt 1909 den Nobelpreis für Chemie als Anerkennung seiner Arbeiten über die Katalyse und über die chemischen Gleichgewichte und Reaktionsgeschwindigkeiten. Er befaßte sich auch eingehend mit Fragen der Naturphilosophie.
Keenan, J. H.: A steam chart for second-law analysis. Mech. Engg. 54 (1932) 195–204.
Die Bezeichnung Anergie wurde vorgeschlagen von Z. Rant: Die Thermodynamik von Heizprozessen. Strojniski vestnik 8 (1962) 1–2 (slowenisch)
Die Bezeichnung Anergie wurde vorgeschlagen von Z. Rant: Die Heiztechnik und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik. Gaswärme 12 (1963) 297–304.
Die Exergie der inneren Energie wurde bereits in Beispiel 3.5 als maximal gewinnbare Nutzarbeit berechnet. Wegen weiterer Einzelheiten sei verwiesen auf: Baehr, H. D.: Definition und Berechnung von Exergie und Anergie. BWK 17 (1965) 1–6.
Aus diesem Grunde wird die Exergie der Wärme häufig als Arbeitsfähigkeit der Wärme bezeichnet.
In ähnlicher Form hat N. S. Carnot 1824 erstmals den 2. Hauptsatz ausgesprochen: „La puissance motrice de la chaleur est independante des agents mis en oeuvre pour la réaliser: sa quantité est fixée uniquement par les temperatures des corps entre lesquels se fait, en dernier résultat, le transport du calorique.“
Hierbei bleibt das chemische Gleichgewicht mit der Umgebung unberiicksichtigt, worauf wir in Abschn. 8.4 eingehen.
Ein solches Energie-FluBbild hat erstmals der irische Ingenieur Captain Henry Riall Sankey 1898 veröffentlicht, vgl. The Engineer 86 (1898) 236.
Exergie-Anergie-FluBbilder wurden erstmals angegeben von Z. Rant: Thermodynamische Bewertung der Verluste bei technischen Energieumwandlungen. BWK 16 (1964) 453–457.
Vgl. hierzu insbesondere Fratzscher, W.: Zum Begriff des exergetischen Wirkungsgrades. BWK 13 (1961) 486–493.
Vgl. hierzu Rant, Z.: Die Heiztechnik und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik. Gaswärme 12 (1963) 297–304.
Baehr, H. D.: Exergie und Anergie und ihre Anwendung in der Kältetechnik. Kältetechnik 17 (1965) 14–22.
Vgl. Fußnote 1 auf S. 146.
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Baehr, H.D. (1966). Der 2. Hauptsatz der Thermodynamik. In: Thermodynamik. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-53398-3_3
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