Heizen eines Körpers

Aus SystemPhysik
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Zwei homogene Körper sollen mit einem vorzugebenden Wärmestrom beheizt werden. Die Entropie und die innere Energie der Körper werden bei 273 K (0°C) gleich Null gesetzt. Die Entropie des einen Körpers nehme linear mit der Temperatur zu

[math]S=C\frac{T-T_0}{T_0}=C\left(\frac T T_0-1\right)[/math]

Die Entropie des andern Körpers nimmt dagegen nur mit dem Logarithmus des Temperaturverhältnisses zu

[math]S=C\ln\left(\frac T T_0\right)[/math]

Die Konstante C, die als Energiekapazität bezeichnet werden kann, hat den Wert 5000 J/K.

  1. Erstellen Sie ein systemdynamisches Modell, das ausgehend von 273 K die Entropie und die Energie der Körper berechnet.
  2. Gegeben sei ein Entropiestrom der Stärke 6 W/K, der während 1000 Sekunden zufliesst. Wie ändert sich die Temperatur der beiden Körper in Funktion der Entropie? Diese Frage ist mit einem Diagramm zu beantworten, das mit Hilfe des SD-Modells zu berechnen ist. Wie ist in diesem Diagramm die thermische zugeführte Energie, die offiziell Wärme heisst, zu erkennen?
  3. Gegeben sei ein Energiestrom von 1500 W, der während 1000 Sekunden zufliesst. Wie ändert sich die Energie der beiden Körper in Funktion der Zeit und in Funktion der Temperatur? Diese Frage ist ebenfalls mit Hilfe von 2 Diagrammen zu beantworten.
  4. Welches Verhalten findet man in unserer Umgebung häufiger? Welches Verhalten ist mit dem eines mechanischen Speichers (Impuls als Menge und Geschwindigkeit als Potenzial) vergleichbar?

Lösung