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Reversible Prozesse
 
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Lisa0605



Anmeldungsdatum: 23.12.2022
Beiträge: 1

Beitrag Lisa0605 Verfasst am: 23. Dez 2022 14:49    Titel: Reversible Prozesse Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Liebe Physiker,
Ich habe ein großes Verständnisproblem beim Thema reversible Prozesse. Wir haben in der Schule reversible Prozesse wie folgt definiert: "Der Prozess wird reversibel genannt, wenn es sich um eine umkehrbare Folge von Gleichgewichtszuständen
handelt, d. h. wenn einer zeitlichen Umkehr der Änderung der äußeren Bedingungen eine zeitliche Umkehr
der vom System durchlaufenen Zustände entspricht".
Nun ist mein Problem, dass z.B
bei einer isochoren Erwärmung Wärme von der Umgebung ins System aufgenommen wird wodurch Druck und Temperatur steigen.

Wenn ich dies nun zeitlich umkehre (isochore Abkühlung) müsste dass System diese zugeführte Wärme wieder an die Umgebung abgeben.
Das System müsste also die Wärme die es zuvor aufgenommen hat wieder an die Umgebung abgeben. Da aber die Temperatur der Umgebung größer oder gleich der des Systems sein muss(da zuvor ja Wärme von der Umgebung ans System abgegeben wurde und dies nur geht solange die Temperatur der Umgebung größer ist als die des Systems) könnte das System die Wärme ja nicht mehr an die Umgebung abgeben.
Daher wäre der Vorgang also irreversibel da er sich nicht einfach umkehren lässt?
(Ich hoffe es ist nachvollziehbar was ich meine128514)

Wir haben jedoch auch von reversiblen isochoren Prozessen gesprochen, wie kann ich mir dies dann vorstellen? Selbiges Problem habe ich auch bei der Vorstellung reversibler isobarer oder isothemer Prozesse.

Meine Ideen:
Jetzt schon vielen Dank für eure Rückmeldungen:)
ML



Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3388

Beitrag ML Verfasst am: 24. Dez 2022 14:08    Titel: Re: Reversible Prozesse Antworten mit Zitat

(geleert, da inhaltlich falsch)

Zuletzt bearbeitet von ML am 26. Dez 2022 13:50, insgesamt einmal bearbeitet
Aruna



Anmeldungsdatum: 28.07.2021
Beiträge: 795

Beitrag Aruna Verfasst am: 24. Dez 2022 16:28    Titel: Re: Reversible Prozesse Antworten mit Zitat

Lisa0605 hat Folgendes geschrieben:

bei einer isochoren Erwärmung Wärme von der Umgebung ins System aufgenommen wird wodurch Druck und Temperatur steigen.

Wenn ich dies nun zeitlich umkehre (isochore Abkühlung) müsste dass System diese zugeführte Wärme wieder an die Umgebung abgeben.
Das System müsste also die Wärme die es zuvor aufgenommen hat wieder an die Umgebung abgeben. Da aber die Temperatur der Umgebung größer oder gleich der des Systems sein muss(da zuvor ja Wärme von der Umgebung ans System abgegeben wurde und dies nur geht solange die Temperatur der Umgebung größer ist als die des Systems) könnte das System die Wärme ja nicht mehr an die Umgebung abgeben.


reversible Erwärmung geht nur, wenn die Temperatur des Systems gleich der Temperatur der Umgebung ist, oder Du die Wärme mittels einer idealen Wärmekraftmaschine von der Umgebung auf das System überträgst.
Die gewonnene Arbeit kannst Du dann verwenden um den Prozess umzukehren.

Zitat:
Reversibler Wärmeausgleich: Wird die Wärmeenergie von dem wärmeren zu dem kälteren System durch eine ideale Wärmekraftmaschine – Carnot-Prozess – transportiert, nähern sich die Temperaturen der Systeme an. Dabei wird zusätzlich zu der Wärmeübertragung von dem Gesamtsystem eine Arbeit geleistet, ihm also Energie entzogen. Wird dieser Prozess solange wiederholt, bis die Temperaturen der beiden Systeme gleich sind, so ist die Endtemperatur niedriger als beim irreversiblen Wärmeaustausch, da die Energie des Gesamtsystems abgenommen hat, die Entropie aber gleich geblieben ist. Umgekehrt kann die Temperaturdifferenz zwischen den Systemen A und B auch wieder vergrößert werden, wenn unter Zuführung äußerer Arbeit die Maschine zwischen den Systemen als Wärmepumpe betrieben wird.

https://de.wikipedia.org/wiki/Adiabatische_Zustands%C3%A4nderung#W%C3%A4rmeausgleich_zwischen_zwei_Systemen
smiles
Gast





Beitrag smiles Verfasst am: 25. Dez 2022 12:37    Titel: Antworten mit Zitat

Lisa0605 hat Folgendes geschrieben:
Meine Frage:
Das System müsste also die Wärme die es zuvor aufgenommen hat wieder an die Umgebung abgeben

Da macht ein Kühlschrank. Der kann theoretisch reversibel arbeiten

Wenn im System während der Zustandsänderung keine Entropie erzeugt wird (zB durch Reibung oder Stoffänderung) ist der Vorgang theoretisch reversibel
Nils Hoppenstedt



Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019

Beitrag Nils Hoppenstedt Verfasst am: 25. Dez 2022 16:02    Titel: Re: Reversible Prozesse Antworten mit Zitat

Hallo,

Lisa0605 hat Folgendes geschrieben:
Wenn ich dies nun zeitlich umkehre (isochore Abkühlung) müsste dass System diese zugeführte Wärme wieder an die Umgebung abgeben.
Das System müsste also die Wärme die es zuvor aufgenommen hat wieder an die Umgebung abgeben. Da aber die Temperatur der Umgebung größer oder gleich der des Systems sein muss(da zuvor ja Wärme von der Umgebung ans System abgegeben wurde und dies nur geht solange die Temperatur der Umgebung größer ist als die des Systems) könnte das System die Wärme ja nicht mehr an die Umgebung abgeben.
Daher wäre der Vorgang also irreversibel da er sich nicht einfach umkehren lässt?


im Grunde hast du Recht. Solange es eine endliche Temperaturdifferenz zwischen System und Umgebung gibt, ist die Erwärmung nicht reversibel, da bei einer Zeitumkehr die Wärme nicht entgegen des Temperaturgradienten wieder zurückfließen kann. Man kann den Grad der Irreversibilität aber verringern, in dem man die Temperaturdifferenz kleiner macht, dann dauert der Erwärmungsvorang allerdings länger. Eine echte reversible Erwärmung ist daher nur eine idealisierte Modellverstellung, bei der sich die Temperaturen von System und Umgebung nur um einen infinitesimal kleinen Betrag dT unterscheiden. In dieser idealisierten Modellannahme dauert der Vorgang dann allerdings unendlich lange.

In der Praxis betrachtet man daher meist keine perfekt reversiblen, sondern nur „quasi-reversible“ Vorgänge, d.h. Vorgänge, die sehr langsam (quasi-statisch), nahezu reibungsfrei ablaufen und bei denen die Entropieproduktion aufgrund des Temperaturgradienten zwischen System und Umgebung vernachlässigbar klein ist.

Viele Grüße,
Nils

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