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Jedes isolierte System strebt nach einem Zustand, in dem die Anzahl realisierbarer Zustände größer ist als zu Beginn (Entropiezunahme). Da ein System von selbst nie in einen bedeutend unwahrscheinlicheren Zustand übergeht, wie es der zweite Hauptsatz formuliert, ergeben sich folgende Regeln für die Entropieänderung:
Bei beliebigen Prozessen, in denen ein thermisch isoliertes System von einem Makrozustand in einen anderen übergeht, ist die Änderung der Entropie stets größer gleich Null. Damit ist bei Systemen, die sich nicht im Gleichgewicht befinden, die Richtung definiert, in der eine Zustandsänderung abläuft.
Bei reversiblen Kreisprozessen bleibt die Entropie konstant.
a. Reversibler Kreisprozess
Beispiel: Carnot‘scher Kreisprozess
Die reduzierten Wärmemengen ändern sich nur auf den Isothermen, da es auf den Adiabaten zu keinerlei Wärmeaustausch kommt.
Bei der Betrachtung des Carnot‘schen Kreisprozesses wurde gezeigt:
Damit ergibt sich sofort:
b. Isotherme freie Expansion eines Gases
Beispiel: Diffusion
Entropieänderung des Systems
Öffnet man den Deckel eines mit Gas gefüllten Behälters in einem Raum (V2), dann entweicht das Gas und diffundiert in der Umgebung. Für die Entropieänderung des Systems gilt bei der Expansion von V1 nach V2
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Entropieänderung der Umgebung
Bei einem irreversiblen Prozess der Diffusion wird keine Arbeit geleistet und keine Energie mit der Umgebung ausgetauscht. Daher gilt für die Entropieänderung der Umgebung.
Entropieänderung des "Universums"
Insgesamt ist die Entropieänderung des "Universums" bei irreversiblen Prozessen immer positiv:
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© Universität Würzburg, Tilo Hemmert 2000
