Flüssigkeitsbild der Wärme

Das Flüssigkeitsbild dient in der Elektrodynamik, der Translationsmechanik und der Rotationsmechanik dem Verständnis von Speichervorgängen. Wer das Bild einzusetzen weiss, kann Ausgleichsvorgänge zwischen Kondensatoren, Stösse zwischen zwei oder mehreren Körpern, das Verhalten ganzen Eisenbahnzügen und die Dynamik von Schwungrädern einfacher analysieren. In der Thermodynamik ist das Flüssigkeitsbild ebenfalls einsetzbar. Nur muss man dabei ein paar Dinge beachten.

Analogien

Die Analogie zwischen Hydrodynamik, Elektrodynamik, Mechanik und Thermodynamik basiert auf einer allgemeinen Systemtheorie. Für folgende Elemente und Gesetzmässigkeiten ist die Analogie perfekt

Analogon	Hydrodynamik	Elektrodynamik	Translationsmechanik	Rotationsmechanik	Thermodynamik
Basismenge	Volumen	elektrische Ladung	Impuls	Drehimpuls	Entropie
Potenzial	Druck	el. Potenzial	Geschwindigkeit	Winkelgeschwindigkeit	Temperatur
zugeordneter Energiestrom	[math]I_W = p I_V[/math]	[math]I_W = \varphi I[/math]	[math]I_W = v_x I_{px}[/math]	[math]I_W = \omega_x I_{Lx}[/math]	[math]I_W = T I_S[/math]
Prozessleistung	[math]P = \Delta p I_V[/math]	[math]P = \Delta \varphi I[/math]	[math]P = \Delta v_x I_{px}[/math]	[math]P = \Delta \omega_x I_{Lx}[/math]	[math]P = \Delta T I_S[/math]

Diese Analogie klärt in allen Gebieten die Primärgrösse, das zugehörige Potenzial sowie die Rolle der Energie. Der Wasserfall liefert das Urbild für alle diese Erscheinungen.

Eigenheiten der Entropie

Reale Prozesse heissen irreversibel, weil sie zeitlich nur in eine Richtung ablaufen können. Der Grund dafür liegt bei der Entropie. Die Entropie kann erzeugt aber nicht vernichtet werden. Wird ein realer Prozess auf DVD aufgenommen, kann man sofort erkennen ob der Film vor- oder rückwärts läuft. Im rückwärts laufenden Film wird massenhaft Entropie vernichtet, was unserer Empfindung entgegen läuft.

Die in einem Prozess produzierte Entropie berechnet sich immer nach der gleichen Formel

[math]\Pi_S = \frac{P_{diss}}{T}[/math]

wobei immer die Temperatur des Ortes, an dem die Entropie produziert wird, genommen werden muss. In allen Gebieten ausser der Thermodynamik wird bei einem total irreversiblen Prozess die Energie in einem Primärprozess freigesetzt und dann auf die Entropie umgeladen. Nur in der Thermodynamik sind Energie freisetzende Menge und produzierte Menge identisch.