Wasserfall

Urbild

Der Wasserfall liefert das Urbild für eine ganze Klasse von grundlegenden Vorgängen in der Natur. Im Wasserfall setzt das Wasser Energie frei. Die Prozessleistung ist proportional zur Fallhöhe und proportional zur fallenden Wassermenge pro Zeit. Bezieht man das Gravitationspotenzial auf Meereshöhe, kann das Bild vervollständigt werden:

1. Jeder Fluss führt einen Energiestrom mit sich. Dieser Energiestrom ist gleich dem Produkt aus Gravitationspotenzial und Massenstromstärke.
2. Durchfällt der Fluss eine Höhendifferenz, setzt er eine Prozessleistung frei. Diese Prozessleitsung ist gleich Potenzialdifferenz mal Massenstromstärke.

Im homogenen Gravitationsfeld ist das Potenzial gleich Höhe mal Gravitationsfeldstärke. Fällt das Wasser unkontrolliert über die Höhenstufe, wird mit Hilfe der freigesetzten Prozessleistung Entropie produziert.

Volumen

Das Wasserfallbild kann auf den hydrodynamischen Prozess übertragen werden. Dazu muss der Massenstrom durch den Volumenstrom und das Gravitationspotenzial durch den Druck ersetzt werden.

1. In einer Druckleitung wird unter anderem ein Energiestrom transportiert. Dieser Energiestrom ist gleich dem Produkt aus Druck und Volumenstromstärke. Wie bei der Gravitation hängt die Stärke des mittransportierten Energiestromes von der Wahl des Potenzialnullpunktes (Bezugssystem für den Druck) ab.
2. Durchfällt der Volumenstrom eine Druckdifferenz, setzt er eine Prozessleistung frei. Diese Prozessleitsung ist gleich Druckdifferenz (gemessen in Pascal) mal Volumenstromstärke (gemessen in Kubikmeter).