Tut 1.2
Intensive Grösse
Nimmt ein System eine bestimmte Menge auf, lässt sich das oft anhand einer zweiten Grösse feststellen, die den "Füllzustand" beschreibt. Ein "Füllzustand" gehört zu den intensiven Grösse, die gespeicherte Menge zu den extensiven Grössen.
| Gebiet | extensive Grösse | intensive Grösse |
|---|---|---|
| Wasserversorgung | Volumen | Füllhöhe |
| Populationsdynamik | Menschen | Bevölkerungsdichte |
| Lufthygiene | Schadstoff | Konzentration |
Potenzial
In der Physik gibt es zu jeder Grundmenge ein intensive Grösse, die man Potenzial nennt. Ein Potenzial beschreibt den Zusammenhang zwischen dem Mengenstrom und dem zugeordnetem Energiestrom oder der Prozessleistung. Bei einem Speicher zeigt das Potenzial an, wie viel dieser von der entsprechenden Menge aufgenommen hat. Ein Potenzial ist also gleichzeitig Energieträger und Füllstand bezogen auf eine der sieben Primärgrössen.
| Gebiet | Primärgrösse | Potenzial |
|---|---|---|
| Gravitation | Masse | Gravitationspotenzial |
| Hydrodynamik | Volumen | Druck |
| Elektrodynamik | elektrische Ladung | elektrisches Potenzial |
| Translationsmechanik | Impuls | Geschwindigkeit |
| Rotationsmechanik | Drehimpuls | Winkelgeschwindigkeit |
| Thermodynamik | Entropie | Temperatur |
| Stoffdynamik | Stoffmenge | chemisches Potenzial |
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Beispiel
Mit der Systemdynamik verhält es sich ein Stück weit wie mit dem Klötzchenspielen. Für ganz kleine Kinder ist ein Klötzchen ein Klötzchen. Ab dem zweiten oder dritten Lebensjahr wird aus dem Klötzchen plötzlich ein Haus, ein Auto, ein noch kleineres Kind oder ein feindlicher Krieger. So sieht derjenige, der nichts von Systemdynamik versteht, nur Töpfe mit Röhren sowie Kugeln, die untereinander mit Pfeilen verbunden sind. Dass es sich dabei um ein Modell eines komplexen Stoffwechsels, um eine Darstellung des CO2-Haushalts der Erde oder um die Nachbildung der europäischen Syphillis-Epidemie (1495 -1500) handelt, sieht nur, wer die Töpfe, Röhren, Kugeln und Pfeile zu interpretieren weiss.
Das abgebildete Beispiel zeigt ein Reservoir mit Zu- und Abfluss, sowie die Berechnung der Füllhöhe (intensive Grösse) und des Drucks (Potenzial). Unter Druck versteht man hier den am Gefässboden gemessenen Überdruck gegen die Umgebungsluft. Bei der Modellbildung geht man vom Stock-Flow-Kern aus und setzt zwei Hilfsgrössen ins Systemdiagramm ein, die man mit Hoehe und Druck beschriftet. Danach zieht man einen Pfeil vom Volumen zur Höhe und einen zweiten von der Höhe zum Druck. Durch Doppelklick auf das Symbol öffnet sich ein Dialogfenster. Dort schreibt man bei der Hohe
- Hoehe = V/10 {m}
und setzt so den Querschnitt des Reservoirs auf 10 m2. Das Volumen V ist im Dialogfenster unter Required Inputs aufgelistet und kann durch Doppelklick in die Gleichung übernommen werden. Der Druck steigt im Wasser pro zehn Meter Tiefe um ein Bar oder pro 0.1 mm um ein Pascal an. Folglich schreibt man ins Dialogfenster des Drucks
- Druck = Hoehe*10000 {m} oder Druck = Hoehe*1e4 {Pa}
Die Angabe der korrekten Einheit in geschweiften Klammern ist optional und dient nur der Dokumentation und der eigenen Kontrolle. Das Bild zeigt das Dialogfenser des Drucks.
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