Eiswasser und Heisswasser
Ein wärmeisoliertes Gefäss enthält 10 kg Wasser von 50°C. In einem zweites Gefäss befinden sich 5 kg Eis und 5 kg Wasser. Die Wärmekapazität der Gefässe selber darf vernachlässigt werden. Nun kann man die beiden Gefässinhalte einfach zusammen schütten und das Gleichgewicht abwarten (total irreversible Prozessführung). Man könnte den Temperaturausgleich - wenigsten in Gedanken - mit einer idealen Wärmekraftmaschine herbeiführen (reversible Prozessführung).
- Welcher Zustand stellt sich bei der total irreversiblen Prozessführung ein?
- Wie viel Entropie ist dabei erzeugt worden?
- Welcher Zustand stellt sich bei der ideal reversiblen Prozessführung ein?
- Wie viel Prozessenergie kann dabei gewonnen werden?
Hinweis: In beiden Prozessführung gibt es eine erhaltene und eine rechnerisch nachzuführende Grösse.
Wasser:
- spezifische Schmelzenthalpie 334 kJ/kg
- spezifische Verdampfungsenthalpie 2'256 kJ/kg
- spezifische Enthalpiekapazität (spez. Wärmekapazität Wasser) 4.19 kJ/(kg K)
- spezifische Enthalpiekapazität (spez. Wärmekapazität Eis) 2.1 kJ/(kg K)