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 irreverseble Prozessführung). Man könnte den Temperaturausgleich - wenigsten in Gedanken - mit einer idealen Wärmekraftmaschine herbeiführen (reverseble Prozessführung).

1. Welcher Zustand stellt sich bei der total irreversiblen Prozessführung ein?
2. Wie viel Entropie ist dabei erzeugt worden?
3. Welcher Zustand stellt sich bei der ideal reversiblen Prozessführung ein?
4. 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)

Lösung