Samstag, 23. September 2000

Meine thermodynamischen Berechnungen

Heute bin ich draußen.

Ich legte meinen Tisch mit Laptop unter die Ulme. Dieser Olm ist auf dem Feld neben meiner Villa und ist so alt wie das Haus. Die Ulmenkrankheit ist vorüber. Nachts setzt sich eine Lösegeldeule auf einen festen Ast, um die Mäuse zu verdauen, die er im Busch in der Nähe der Autobahn gefangen hat. Ein Hain, der einst für die landschaftliche Integration der Autobahn gepflanzt wurde.

Der Wind ist östlich, der Verkehrslärm weht heute in die andere Richtung.

Was für ein Tag!

Leser, bevor Sie sich zum ersten Delftover durchklicken können, werde ich Ihnen zuerst das Berechnungssystem vorstellen, mit dem ich die Magier eingerichtet habe. In einem früheren Stück Ich habe bereits gesagt, dass es immer darum geht, den gesamten entropischen Effekt der Zustandsänderung eines bestimmten Systems zu berechnen, zum Beispiel den Inhalt eines Hochofens oder das Wachstum eines Baumes. Und dass der Gesamtentropieanstieg eine Addition der Zunahme der Formationsentropie ist ΔS_σ des Systems σ selbst, aus der Zunahme der Konfiguration Entropie ΔS_vgl verursacht Ddor-Ausbreitung von Teilen des Systems in der Umwelt θ , und der Anstieg der thermischen Entropie ΔS_θ der Umwelt.

• Bildung ΔS_σ

• Verteilung ΔS_vgl

in dem:

d steht für "infinitely small increase of".

S ist die Entropie.

Q ist die dem System zugeführte Wärme σ aus der Umgebung θ;

T ist die Temperatur des Systems.

Substitute (2) und (3) in (1): dU = T. dS - p. dV (4)

Die Änderung des Volumens ergibt eine Änderung der Gastemperatur dT,

zu dem: dU = c_v . dT (5)

in dem:

c_v ist die Wärmekapazität des Gases.

Laut Boyle und Gay-Lussac Gas Gesetz, p. V = R. T oder p = R. T/V (6)

in dem:

R ist die Gaskonstante, R = 8.314462

Ersetzung (5) und (6) in (4): c_v . dT = T . dS - R . T. dV/V

dividiert durch T dS = c_v . dT / T + R . dV / V

integrieren S = c_v . ln T + R . ln V

Wenn durch Verschieben des Kolbens das Gasvolumen von V geht₁ bis V₂ und T bleibt gleich, indem U mit Heat Out ergänzt wird θ dann:

S₁ = c_v . ln T + R . ln V₁

und S₂ = c_v . ln T + R . ln V₂

Die Zunahme der Entropie durch die Dispersion von V-Gas₁ bis V₂ ist:

S₂ - S₁ = ΔS_{vgl Gas} = R. (ln V₂ - ln V₁ ) = -R . ln (V₂ / V₁). (7) Das, was bewiesen werden sollte.

Nun zurück zum Beispiel. Go V₁ und V₂ Füllen Sie aus. V₁ ist das Volumen von 1 mol CO₂ bei Raumtemperatur und Druck 1 Atmosphäre. Dieses Volumen entspricht dem von 1 Mol idealem Gas unter den gleichen Bedingungen. Raus aus meinem Tisch Mit Daten bekomme ich V_{1 Mol ideales Gas} = 0,022 m3 V₂ ist es Volumen der Atmosphäre. In meiner Tabelle schätze ich den Wert auf 4,1. 10¹⁹ m³.

Komplett in (7):

ΔS_{vgl Dispersion 1 mol CO2} = 8.314462 . ln (4,1 . 10¹⁹ / 0,022) = 410 J/°K.mol

Aber wie auch immer! Ich nahm eine ideale Situation an, in der sich das Gas unter dem Kolben unendlich langsam ausdehnt, der Kolben keine Arbeit leistet und p im Gleichgewicht mit dem Gasdruck im Kolben ist. Natürlich gibt es keine Frage dieser laminaren Expansion in einem Hochofen, wo die gebildete CO₂ Turbulent den Schornstein verlassen und sich ausbreiten geht in eine turbulente Atmosphäre. In der Praxis wird ΔScf höher sein als die berechnete ideale Situation. Darüber hinaus ist die Dichte in der Atmosphäre am Boden viel höher als an der Spitze. Die Formel gibt eine Größenordnung von ΔScf an. Aber damit bin ich mehr als zufrieden, weil der entropische Wert eines Systems nicht genau bestimmt werden kann, weil sich die Systeme ständig ändern. Selbst die Entropie des Platin-Standardmeters im Archiv in Paris ist nicht stabil. Das Platin breitet sich langsam durch Verdunstung aus. Die Entropie ist so zart wie ein Schmetterling bei einem Hauch von Sommerwind.