Wasser heizen

Eis verwandelt sich in heissen Dampf, falls genügend Wärme zugeführt wird. Denkt man sich das Eis in einen Zylinder eingepackt, der mit einem verschiebbaren Kolben verschlossen ist, kann der Prozess isobar geführt werden. Dazu muss man den Druck auf einem festen Wert belassen.

Heizen

Eis nimmt beim isobaren Heizen Entropie und Energie auf, wobei die beiden Mengen über die Temperatur miteinander verknüpft sind: der zufliessende Energiestrom ist gleich Entropiestromstärke mal absolute Temperatur

[math]I_W=TI_S[/math]

Weil der Energiestrom gleich der Änderungsrate der Enthalpie und die Stärke des Entropiestroms bei homogenen Systemen gleich der Änderungsrate der Entropie ist, überträgt sich die Zuordnung auch auf den Inhalt

[math]\dot W=T\dot S[/math]

oder nach Multiplikation mit dem Zeitschritt

[math]dW=TdS[/math]

Speicher

Die Wärmekapazität (Enthalpiekapaziät) von Eis, Wasser und Dampf ist nahezu konstant, d.h. in allen drei Aggregatszuständen steigt die Enthalpie linear mit der Temperatur. Nimmt man noch die Schmelz- und Verdampfungsenthalpie dazu, kann das energetische Verhalten von Eis-Wasser-Dampf mit Hilfe einer einfachen Formel beschrieben werden

[math]\Delta H=m\left(c_{fe}(T_s-T_1)+q+c_{fl}(T_v-T_s)+r+c_p(T_2-T_v)\right)[/math]

aufgrund der Zuordnung erhält man für das entropische Verhalten die folgende Funktion

[math]\Delta S=m\left(c_{fe}\ln{\frac{T_s}{T_1}}+\frac{q}{T_s}+c_{fl}\ln{\frac{T_v}{T_f}}+\frac{r}{T_v}+c_p\ln{\frac{T_2}{T_v}}\right)[/math]