Prozessleistung

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Rheinfall mit zugeordnetem Energiestrom und Prozessleistung

Die Prozessleistung ist ein zentrales Element der Physik der dynamischen Systeme. Das Urbild eines Prozesses ist der Wasserfall. Die strömende Masse des Wassers verkörpert den Strom einer Primärgrösse und die Fallhöhe, oder etwas präziser die Differenz des Gravitationspotenzials, steht für die entsprechende Potenzialdifferenz oder verallgemeinerte Spannung.

Für die im Gravitationsprozess umgesetzte Leistung gilt

[math]P = \Delta \varphi_G I_m[/math]

Die Prozessleistung ist gleich der Differenz der beiden zugeordneten Energieströme.

Denkt man sich die Masse des Wassers durch eine der sechs andern Primärgrössen ersetzt, liefert die zugehörige Prozessleistung die längs des Transportweges pro Zeit umgesetzte Energie.

die sieben Prozessleistungen

Schema einer Prozesskopplung

Primärgrösse	Potenzial	Leistung	irreversibel	reversibel
Masse	Gravitationspotenzial	ΔφG Im	Wasserfall	Wasserkraftwerk
Volumen	Druckdifferenz	Δp IV	Stömungswiderstand	Hydraulikmotor
elektrische Ladung	Spannung	U I	Widerstand	Elektromotor
Impuls	Differenz der Geschwindigkeit	Δvx Ipx	Reibschicht	Velokette
Drehimpuls	Differenz der Winkelgeschwindigkeit	Δωx ILx	Rutschkupplung	Getriebe
Entropie	Temperaturdifferenz	ΔT IS	Wärmeleitung	Wärmekraftmaschine
Stoffmenge	Differenz des chemisches Potenzial	Δμ In	Diffusion	Brennstoffzelle

Die Beispiele sind zufällig ausgewählt. Zudem gibt es kein Gerät, in dem nur ein einziger Prozess stattfindet. Die Prozessleistung muss über eine Prozesskopplung die Energie auf mindestens einen zweiten Prozess übertragen. Bei einem total irreversiblen Prozess ist der getriebene Prozess immer ein thermischer, d.h. es wird Entropie produziert.